Асинхронные двигатели серии АИ

Серия асинхронных двигателей АИ общепромышленного применения на напряжение до 1000 В включает в себя основное исполнение, предназначенное для продолжительного режима работы S1, и ряд модификаций с повышенным пусковым моментом, с повышенным скольжением, многоскоростные, с фазным ротором, однофазные, двигатели на частоту 60 Гц. Кроме того, предусмотрены специализированные исполнения по условиям окружающей среды (тропическое, химически стойкое, влагоморозостойкое, водостойкое - погружное); по конструкции (встраиваемое, со встроенным электромагнитным тормозом, со встроенной температурной защитой, высокоточные, редукторные, для станкостроения) и по специфическим условиям эксплуатации (лифтовые, для сельского хозяйства, для морского флота, для атомных электростанций и др.).

12.1. Структура серии АИ

Серия АИ охватывает диапазон номинальных мощностей от 0,025 до 315 кВт (при 1500 об/мин). Ряд номинальных мощностей двигателей соответствует ГОСТ 12139-74. В основу построения серии положены высоты оси вращения Н, т. е. расстояния от оси вращения ротора до установочной поверхности (для основного конструктивного исполнения IM1, IM2 -машины на лапах с подшипниковыми щитами). Серия разработана на 18 высотах оси вращения от 45 до 315 мм. В серии предусмотрены два исполнения по степени защиты IP54 или IP44 (закрытое обдуваемое исполнение) и IP23 (защищенное исполнение). Увязка номинальных мощностей с высотами оси вращения двигателей для основного исполнения IP54 приведена в табл. 12.1, а для двигателей исполнения IP23 - в табл. 12.2.

Двигатели серии АИ разработаны в соответствии с рекомендациями МЭК и стандартами СЭВ. Предусмотрены два варианта [Р и С) рядов мощностей и установочных размеров согласно стандар-

Таблица 12.1

Номинальная мощность, кВт

Вариант Р

45 50 56 63

90S 90/. 100S 100/. 112.М 132S 132Л1 160S 160Л1 160/. 180S 180Л1 180/. 200Л1 200/. 225S 225Л1 250S 250Л1 280S 280Л1 315S 315Л1 355S 355Л1

0,04 0,06 0,09 0,12 0,18 0,25 0,37 0,55 0,75

1,1 1,5 2.2

3,0 4,0 5,5 75

И 15

18,5

22 30

37 45

55 75 90 110 132 160 200 250 315

0,025

0.04

0,06

0,09

0,12

0,18

0,25

0,37

0,55

0,75

1.1 1,5

2,2 3,0 4,0 5.5 7.5

18.5

22 30

37 45

0,18 0,25 0,37 0,55 0,75 1,1

1,5

2,2 3,0; 4,0 5.5 7,5 11 15

18,5

22 30

90 ПО 132 160 200

0,25 0,37 0,55

0,75; 1,1

1.5 2,2; 3,0 4,0 5,5 7,5 11

18,5 22

90 110 132 160

Вариант С

0,09 0,12 0,16

0,25

0,37

0,66

0,76

,0 4,0 5,5; 7,5

11; 15 18,5

30; 37 45

90 ПО 132

0.06

0,09

0,12

0,18

0,25

е,37

0,55

0,75

2,2; 3,0 4.0 5,5 7,5

11 15

18.5 22

30 37 45

90 ПО 132

0,06 0,09 0,18 0,25 0,37 0,55 0,75 1.1

1,5 2,2 3,0 4,0; 5,5

.5 11

18,5; 22

37 45 55 75 90

там СЭВ (PC 3031) и западноевропейской CENELEC. В варианте Р мощность двигателей при одной и той же высоте вращения в основном на одну ступень выше, чем при варианте С. Это позволяет максимально унифицировать между собой оба исполнения. В большинстве случаев это достигается только увеличением толщины лап,

вся активная часть машины остается без изменения. При каждой высоте оси нращения выполняются машины, отличающиеся длиной станины, им присвоены обозначения S - короткая, М - средняя и L - длинная. Машины малой мощности, т. е. с высотой оси вращения до 90 мм, выполняются при одной длине станины, но отличаются длиной сердечника статора; они обозначаются буквами А и В.

Двигате.г1И со степенью защиты IP54 (IP44) выпускаются с высотами оси !зраще-ния Я=45...355 мм; со степенью защиты IP23 - с Я=200...355 мм. Исполнение IP23 для двигателей с Я<200 мм не предусмотренс, так как мощность их при одинаковых размерах активной части не превышает мощности двигателей с исполнением IP54.

Таблица 12.2

Двигатели выпускают для следующих способов монтажа: на лапах с подшипниковыми щитами на лапах с подшипниковыми щитами и с фланцем на подшипниковом щите (lAli2); без лап с подшипни.ковыми щитами и с фланцем на подшипниковом щите (IM3). Двигатели на лапах выполняются с двумя подшипниковыми щитами в основном для монтажа с лапами вниз (с горизонтальным расположением вала). Однако двигатели малых и средних габаритов могут быть использованы для монтажа с расположением вала в любом направлении.

Все двигатели серии изготовляются в основном с одним цилиндрическим концом вала, а при необходимости - с двумя цилиндрическими концами вала.

Двигатели с фланцевым креплением могут иметь фланцы двух типов: большого диаметра с установочными отверстиями без резьбы и малого диаметра с отверстиями с резьбой. Основное положение вала у этих двигателей горизонтальное, но их можно исполь-294

зовать для монтажа с направлением конца вала вниз или вверх.

Энергетические показатели и пусковые свойства двигателей серии АИ основного исполнения (степень защиты IP54) при номинальной мощности приведены в табл. 12.3.

Условия эксплуатации. Двигатели рассчитаны на питание переменным током частотой 50 Гц; имеется также модификация, предназначенная для работы при 60 Гц. Машины малой мощности до 0,37 кВт выпускаются на номинальные напряжения 220 и 380 В; от 0,55 до 11 кВт - 220, 380 и 660 В при соединении фаз в звезду или в треугольник с тремя выводными концами; свыше 11 кВт - на напряжение 380/660 В с шестью выводными концами. Двигатели могут эксплуатироваться и работать с номинальной мощностью при отклонениях от номинального значения напряжения в пределах -5-1-10% и частоты -на ±2,5%. Номинальная нагрузка двигателей определяется режимом длительной нагрузки S1. Они должны также допускать работу и в режимах s2...s8 (ГОСТ 183-74).

Таблица 12.3

Во время работы двигателей возможны некоторые перегрузки, которых следует избегать из-за вредного влияния на срок службы двигателя. Для ограничения этих перегрузок употребляется соответствующая защита двигателей. Но слишком быстрое выключение двигателя при небольшой перегрузке является нежелательным. Поэтому по вновь разрабатываемому требованию МЭК двигатель должен до срабатывания защиты выдерживать перегрузку током, превышающим на 50% номинальный, в течение не менее 2 мин.

Кроме того, асинхронные двигатели должны выдерживать без остановки или резкого изменения частоты вращения вращающий момент, превышающий номинальный на 60%, в течение не менее 15 с при номинальном напряжении и номинальной частоте. В случае если начальный пусковой ток двигателя меньше 4,5/ном, перегрузка снижается до значения, превышающего номинальный момент на 50%.

Двигатели рассчитаны для работы при нормальных условиях окружающей среды согласно Публикации МЭК 34-1 и стандарту

СЭВ 460-79. При этом высота над уровнем моря не более 1000 м, а максимальная температура окружающего воздуха --40°С. Однако допускается работа двигателей до высоты 4000 м над уровнем моря с полной нагрузкой, так как ухудшение условий охлаждения из-за пониженного давления компенсируется обычно более низкой на этих высотах температурой воздуха. Минимальная температура окружающего воздуха принята -15°С. Запыленность воздуха для исполнения 1Р54(44) - 10 мГ/м, для IP23 -2 мГ/м.

Двигатели основного исполнения предназначены для эксплуатации в климатических условиях Л при категориях размещения 2, 3 и 4. Согласно стандарту СЭВ 458-77, обозначает микроклиматический район с умеренным климатом, в котором средняя максимальная температура ниже плюс 40°С, а средняя минимальная температура выше минус 45°С. Категории размещения 2 соответствует эксплуатация под навесом или в помещениях, где колебания температуры и влажности воздуха несущественно отличаются от колебаний на открытом воздухе и отсутствует прямое воздействие солнечного излучения и атмосферных осадков; 5 -эксплуатация в закрытых помещениях с естественной вентиляцией без искусственного регулирования климатических условий или с длительными перерывами в регулировании, где колебания температуры, влажности воздуха и воздействие песка и пыли существенно меньше, чем на открытом воздухе; 4 - эксплуатация в помещениях с искусственно регулируемыми климатическими условиями при отсутствии воздействия прямого солнечного излучения, атмосферных осадков, ветра. Кроме того, выпускаются специализированные исполнения для тропического (-Ь45 и -10°С) и (холодного +40 и -60°С) климата при категории размещения 2.

По условиям воздействия механических факторов двигатели серии АИ относятся к группе Ml, т. е. они могут устанавливаться на фундаментах, стенах предприятий и т. п. при наличии вибраций с частотой не выше 35 Гц и максимальным ускорением 5 м/с. Ударные нагрузки не должны иметь места.

Средние значения уровня звука А1, измеренные на расстоянии 1 м от корпуса двигателя, работающего в режиме холостого хода, составляют от 61 до 75 дБ (меньшие значения относятся к двухполюсным машинам с меньшей Н, большие - к машинам с большим числом полюсов и большей Н).

Средний уровень звука двигателей со степенью защиты IP23 примерно на 5 дБ ниже, чем для двигателей со степенью защиты IP54 (IP44).

Уровень вибраций двигателей, оцениваемый по эффективному значению вибрационной скорости, составляет от 1,1 до 4,5 мм/с (большие значения относятся к машинам с большей Н).

Расчетный срок службы двигателей не менее 20 лет при наработке 40 тыс. ч. Наработка обмотки статора - не менее 20 тыс. ч, подшипников - 20 тыс. ч.

Вероятность безотказной работы - 0,95 при 10 тыс. ч.

12.2. Модификации двигателей

В серии АИ предусмотрены различные электрические, климатические, специализированные и узкоспециализированные модификации. Все модификации, за исключением двигателей с фазным ротором, разработаны на базе машины с закрытым обдуваемым исполнением.

Серия АИ включает в себя следующие исполнения:

1. Основное - двигатели, предназначенные для нормальных условий работы с нормальной точностью исполнения. Это трехфазные двигатели с короткозамкнутым ротором общего назначения со степенью защиты IP54 (закрытое обдуваемое исполнение) и IP23 (защищенные от попадания внутрь машины пальцев человека, посторонних предметов, капель воды и водяных брызг) с различными формами исполнения по способу монтажа.

2. Электрические модификации- двигатели, имеющие то же значение главного параметра (высоту оси вращения), что и для основного исполнения, но отличающиеся по своим характеристикам. К этим модификациям относятся:

а) двигатели с повышенным пусковым моментом для привода транспортеров, компрессоров и других механизмов с высоким статическим или динамическим моментом сопротивления при пуске и стабильной нагрузкой в номинальном режиме;

б) двигатели с повышенным скольжением для приводов механизмов с относительно большими маховыми массами, с пульсирующим характером нагрузки, т. е. рассчитанные на повторно-кратковременные режимы работы;

в) многоскоростные двигатели на две, три и четыре частоты вращения для привода механизмов, требующих ступенчатого изменения частоты вращения (металлорежущие станки, вентиляторы, дымососы, текстильные машины);

г) однофазные двигатели;

д) двигатели на частоту сети 60 Гц;

е) двигатели с фазным ротором.

3. Специализированные по конструкции - двигатели, удовлетворяющие определенным требованиям потребителя в части выполнения отдельных конструктивных узлов. К ним относятся:

а) двигатели со встроенным электромагнитным тормозом для приводов с фиксированным остановом (грузоподъемные механизмы, некоторые виды металлообрабатывающих станков и др.);

б) двигатели со встроенной температурной защитой для приво-. дов, в которых возможны недопустимые перегрузки;

в) высокоточные двигатели, удовлетворяющие повышенным требованиям потребителя по точности установочных и присоединительных размеров;

г) встраиваемые в некоторые специфические механизмы, например в картеры компрессоров, и т. п.;

д) редукторные.