Асинхронные электродвигатели общего назначения

4. Степень защиты

Степень защиты для электрических машин установлена в ГОСТ 17494. Характеристики степеней защиты и их обозначения определены в ГОСТ 14254. Этот стандарт устанавливает степени защиты персонала от соприкосновения с находящимися под напряжением или движущимися частями, находящимися внутри машины, и от попадания твердых посторонних тел и воды внутрь машины.

Степень защиты обозначается двумя латинскими буквами IР (International Protection) и двумя цифрами. Первая цифра обозначает степень защиты персонала от соприкосновения с движущимися или находящимися под напряжением частями, а также степень защиты от попадания внутрь машины твердых посторонних тел (см. таблицу).

Вторая цифра обозначает степень защиты от проникновения воды внутрь машины (см. таблицу).

Современные стандартные асинхронные двигатели в брызгозащищенном исполнении имеют степень защиты IР23, а двигатели в закрытом исполнении имеют степень защиты IР54 или IР55.

Обозначения способов охлаждения обозначаются двумя латинскими буквами IС (International Cooling) и характеристикой цепи охлаждения.

Каждая цепь охлаждения машины имеет характеристику, обозначаемую латинской буквой, указывающей вид хладагента, и двумя цифрами. Первая цифра обозначает устройство цепи для циркуляции хладагента, вторая -способ подвода энергии для циркуляции хладагента. Если машина имеет две или более цепи охлаждения, то в обозначении указываются характеристики всех цепей охлаждения. Если воздух является единственным хладагентом машины, то разрешается опускать букву, обозначающую природу газа.

Для стандартных асинхронных двигателей применяются следующие способы охлаждения:

IС01 - двигатели со степенями защиты IР20, IР22, IР23 с вентилятором, расположенным на валу двигателя;

IС05 - двигатели со степенями защиты IР20, IР22, IР23 с пристроенным вентилятором, имеющим независимый привод;

 IС0141 - двигатели со степенями защиты IР43, IР44, IР54, IР55 с наружным вентилятором, расположенным на валу двигателя;

IС0541 - двигатели со степенями защиты IР43, IР44, IР54, IР55 с пристроенным вентилятором, имеющим независимый привод.

Конструктивные исполнения по способу монтажа IM (International Mounting) устанавливаются  ГОСТ 2479.

Обозначение конструктивного исполнения (первая цифра):

1 - на лапах с подшипниковыми щитами;

2 - на лапах с подшипниковыми щитами и с фланцем на подшипниковом щите (или щитах);
3 - без лап с подшипниковыми щитами и фланцем на одном подшипниковом щите;

4 – без лап с подшипниковыми щитами, с фланцем на станине;

5 – без подшипниковых щитов.

Цифры 6-9 в асинхронных двигателях общего назначения не применяются.

 Обозначение способа монтажа (вторая и третья цифры): пространственное положение машины и направление конца вала, причём в обозначении направления конца вала (3-я цифра) цифра 8 обозначает, что машина может работать при любом из направлений конца вала;

Обозначение конца вала (четвертая цифра):

0 - без конца вала;

1 - с одним цилиндрическим концом вала;

2 - с двумя цилиндрическими концами вала;

3 – с одним коническим концов вала;

4 – с двумя коническими концами вала.

Цифры 5-9 в асинхронных двигателях общего назначения не применяются.

Исполнение по способу монтажа (IM - для электродвигателей с привязкой мощности к установочно-присоединительным размерам по стандарту РС3031-71 или В с привязкой размеров по европейским стандартам CENELEK):

Основными энергетическими характеристиками двигателей являются показатели энергоэффективности и скольжение.

Показателями энергоэффективности являются:

- коэффициент полезного действия (КПД) представляющий отношение полезной мощности на валу двигателя, выраженной в киловаттах, к активной мощности, потребляемой двигателем из сети, выраженной в киловаттах;

- коэффициент мощности (cos j) представляющий отношение потребляемой активной мощности, выраженной в киловаттах, к полной мощности, потребляемой из сети, выраженной в киловольтамперах.

В соответствии с ГОСТ Р. 51677-2000 в зависимости от требований к уровню энергоэффективности, асинхронные двигатели общепромышленного назначения подразделяются на двигатели с нормальным КПД и двигатели с повышенным КПД (энергосберегающие двигатели). При этом двигатели с повышенным КПД имеют суммарные потери не менее чем на 20% ниже, чем двигатели с нормальным КПД той же мощности и частоты вращения.

Коэффициент мощности (cos j) асинхронных двигателей также регламентирует ГОСТ.Р 51677. Конкретные значения КПД и cos j каждого двигателя указываются в каталогах.

Скольжение характеризует разницу между номинальной и синхронной частотой вращения двигателя.

В каталогах приводятся значения номинальной частоты вращения ротора (n₁) или скольжения (S, %).

Механическая характеристика представляет зависимость вращающего момента двигателя от его частоты вращения при неизменных напряжении и частоте питающей сети.

Пусковые свойства характеризуются значениями пускового момента М_п, минимального момента М_min, максимального (критического) момента М_кр,  пускового тока I_п или пусковой мощности S_п или их кратностями. Зависимость момента, отнесенного к номинальному моменту, от скольжения называется относительной механической характеристикой.

Пусковые свойства асинхронных электродвигателей:

Мп/Мн – кратность пускового момента к номинальному;

Мкр/Мн – кратность максимального момента к номинальному;

Мmin/Мн – кратность минимального момента к номинальному;

Iп/Iн – кратность пускового тока к номинальному

Si – кратность пусковой мощности к номинальной,

регламентируются ГОСТ 28327. Конкретные значения пусковых свойств двигателей приводятся в каталогах.

Двигатели с короткозамкнутым ротором проще и надежнее в эксплуатации, значительно дешевле, чем двигатели с фазным ротором. Однако двигатели с фазным ротором обладают лучшими пусковыми и регулировочными свойствами. В настоящее время асинхронные двигатели выполняют преимущественно с короткозамкнутым ротором и лишь при больших мощностях и специальных случаях используют фазную обмотку ротора.

Предельные значения уровней шума электрических машин определены ГОСТ 16372.

Интенсивность собственной вибрации асинхронных двигателей в соответствии с ГОСТ 20815 характеризуется среднеквадратичным значением вибрационной скорости. Конкретные значения уровней звука, звуковой мощности и вибрационной скорости в зависимости от габарита и частоты вращения (числа полюсов) двигателя приводятся в каталогах.

В соответствии с ГОСТР 51689-2000 сервис-фактор определяется, как допустимая перегрузка электродвигателя при номинальных напряжении и частоте. При этом превышение температуры обмотки не должно быть больше допустимого для данного класса нагревостойкости системы изоляции, на 10%.

Значение сервис-фактора (1,15 или 1,1) указывается в каталогах.

Асинхронные двигатели имеют трехфазную обмотку с соединением фаз треугольником (Δ) или звездой (Y).

Двигатели выпускаются на номинальное напряжение 220В (Δ) / 380В (Y),

380В (Δ) / 660В (Y), 400В (Δ) / 690В (Y) при частоте 50Гц. По заказу потребителей 240В (Δ) /415В (Y) и другие при частоте 50Гц.

Необходимо учитывать, что промышленные сети Российской Федерации имеют напряжение 380В. Поэтому двигатели мощностью более 55-75 кВт, запускающиеся при переключении со звезды на треугольник, следует заказывать на напряжение 380В (Δ) /660В (Y).

Двигатели имеют исполнения на частоту 60Гц при номинальных напряжениях 230В (Δ) / 400В (Y), 220В (YY)/440В (Y), 230В (YY)/460В (У). По заказу потребителей двигатели могут быть изготовлены на номинальные напряжения 380В (ΔΔ)/660В (Y), 200В (Δ), 575В (Y) при частоте 60Гц.

Двигатели на номинальное напряжение 220В (Δ)/380В (Y), на частоту 50Гц могут использоваться на частоту 60Гц при номинальных напряжениях 240В (Δ)/ 415В (Y).

Двигатели на 60Гц имеют большую на 20% частоту вращения.

Двигатели имеют исполнения для эксплуатации в макроклиматических районах с умеренным (У), тропическим (Т), умеренно холодным (УХЛ) и холодным (ХЛ) климатом в условиях, определяемых категориями размещения:

1 - на открытом воздухе;

2 - под навесом при отсутствии прямого воздействия солнечного излучения и атмосферных осадков

3 - в закрытых помещениях без искусственного регулирования климатических условий;

4 - 8 закрытых помещениях с искусственно регулируемыми климатическими условиями;

5 – для эксплуатации в помещениях с повышенной влажностью (например, в неотапливаемых и невентилируемых подземных помещениях -  в шахтах, в подвалах, в почве и т. п.).

В таблице приведены значения климатических факторов - температуры и влажности воздуха для перечисленных выше условий, регламентированных ГОСТ15150.

Двигатели предназначены для эксплуатации на высоте до 1000 м над уровнем моря. Если двигатели эксплуатируются при высоте более 1000 м, то их отдаваемая мощность должна быть снижена.

По условиям в части воздействия механических факторов внешней среды (вибрации, удары) двигатели в соответствии с ГОСТ 17516 подразделяются на группы в зависимости от назначения и места установки.

              Электродвигатели общепромышленного назначения основного исполнения могут работать в различных режимах в соответствии с ГОСТ 28173 ( МЭК 34-1)

S1 - продолжительный режим работы - работа электродвигателя при неизменной нагрузке достаточно длительное время для достижения неизменной температуры всех его частей

S2 - кратковременный режим работы - работа электродвигателя при неизменной нагрузке в течение времени недостаточного для достижения всеми частями электродвигателя установившейся температуры, после чего следует остановка на время , достаточное для охлаждения до температуры, не более чем на 20С превышающей температуру окружающей среды.

S3 - периодический повторно-кратковременный режим работы - последовательность идентичных циклов работы, каждый из которых включает время работы при неизменной нагрузке, за которое электродвигатель не нагревается до установившейся температуры , и время стоянки, за которое он не охлаждается до температуры окружающей среды.

S4 - периодический повторно-кратковременный режим с влиянием пусковых процессов - последовательность идентичных режимов работы, каждый из которых включает время пуска, время работы при неизменной нагрузке, за которое электродвигатель не нагревается до установившейся температуры, и время стоянки, за которое он не охлаждается до температуры окружающей среды.

S5 - периодический повторно-кратковременный режим с влиянием пусковых процессов и электрическим торможением - режим, включающий в себя те же элементы, что и S4, с дополнительным периодом быстрого электрического торможения.

S6 - перемежающийся режим работы - последовательность идентичных циклов, каждый из которых включает время работы с постоянной нагрузкой и время работы на холостом ходу, причём длительность этих периодов такова, что температура электродвигателя не достигает установившегося значения.

S7 – периодический перемежающийся режим с периодически изменяющейся частотой вращения – последовательность идентичных циклов, каждый из которых включает достаточное время пуска,  время работы с постоянной нагрузкой и быстрое электрическое торможение.

S8 – периодический перемежающийся режим с периодически изменяющейся частотой вращения – это последовательность идентичных циклов, каждый из которых включает время разгона, работу с неизменной нагрузкой и частотой вращения, электрическое торможение, работу при другой частоте вращения и нагрузке, электрическое торможение и т. д.

Возможность использования асинхронных двигателей в тех или иных режимах определяется техническими условиями на двигатели и указывается в каталогах.