Монтаж электрических двигателей. Маркировка, конструкция, подключение, пуск электродвигателя.
Асинхронные двигатели общепромышленного назначения изготавливаются в основном (базовом) исполнении и в модифицированных исполнениях.
Основное (базовое) исполнение - двигатель монтажного исполнения IM1001 (1081), климатическое исполнение УЗ, для режима работы S1, с типовыми техническими характеристиками, соответствующими требованиям стандартов.
Модифицированное исполнение - двигатель, изготовленный на основе узлов основных (базовых) двигателей с необходимыми конструктивными отличиями по способу монтажа, степени защиты, климатическому исполнению и другими отличиями.
Двигатели специального назначения - двигатели, предназначенные для узкоспециализированного применения - лифтов, транспорта, талей и др.
Серийно изготавливаемый двигатель - двигатель, изготавливаемый по действующим на предприятии техническим условиям и конструкторской документации, предназначенной для серийного изготовления.
В состав серий асинхронных двигателей входят:
• двигатели основного (базового) исполнения, степень защиты
IP54, (IP55) в закрытом обдуваемом исполнении - АИР, АИВ, 4А, 5А, 6А;
• двигатели стандартного класса энергоэффективности IE1 и высокого класса энергоэффективности IE2 по IEC 60034-30, 7А (7AVER);
• двигатели повышенной мощности, степень защиты IP23 - 4А, 5А;
• двигатели взрывозащищенного исполнения - ВА;
• двигатели с привязкой рядов мощностей и установочных размеров, в соответствии с нормами CENELEK Dokument - АИС, 5А, 6А, 7A (7 AVER);
• двигатели специального назначения.
Концерн «РУСЭЛПРОМ» создал первый в России энергоэффективный двигатель общепромышленного назначения в двух классах энергоэффективности, применяемых в Европе и Америке: IE1 и IE2 по ЕС 60034 - 30 с возможностью модификации в класс энергоэффективности «Premium» - IE3 (соответствие стандарту США).
Серия 7AVE создана с применением российского стандарта ГОСТ Р 51689-2000, вариант I, и европейского стандарта CENELEC, IEC 60072-1, что позволяет устанавливать новые энергосберегающие электродвигатели как на отечественное оборудование, так и на импортное, где в настоящее время используются двигатели иностранного производства.
Серия 7АVE предусматривает повышение КПД от 1,1 % (старшие габариты) до 5 % (младшие габариты) и охватывает самый востребованный диапазон мощностей от 1,5 до 500 кВт.
Двигатели серии 7АVE наилучшим образом подходят для частотно-регулируемого привода, поскольку энергоэффективный двигатель обладает лучшими регулировочными свойствами, в частности, большим запасом по максимальному моменту. Здесь действует простое правило: чем больше класс энергоэффективности общепромышленного двигателя, тем шире его зона применения в частотно - регулируемом приводе.
Особенности конструкции двигателей серии 7АVE:
- Магнитная система. Увеличена эффективность использования магнитных материалов, жесткость системы.
- Обмотка нового вида. Используется статорообмоточное оборудование нового поколения.
- Пропитка. Новое оборудование и пропиточные лаки обеспечивают высокую цементацию обмотки и высокую теплопроводность.
Технологические преимущества двигателей классов энергоэффективности IE2 и IE3:
- Двигатели новой серии обладают низкими шумовыми характеристиками (на 3-7 дБ ниже, чем у двигателей предыдущей серии), т. е. более эргономичны. Снижение уровня шума на 10 дБ означает снижение его фактического значения в 3 раза.
Двигатели 7AVE обладают более высокими показателями надежности за счет снижения рабочих температур. Данные двигатели изготавливаются с классом нагревостойкости «F» (155 оС), при фактических рабочих температурах, соответствующих более низкому классу изоляции «В» (130 оС). Это позволяет работать машинам с повышенным значением сервис фактора, т. е. обеспечить надежную работу при длительных перегрузках на 10-15 % [2].
Двигатели имеют сниженные значения нарастания температуры при заторможенном роторе, что позволяет обеспечить надежную работу в системе привода механизмов с частыми и тяжелыми пусками и реверсом.
Двигатели серии 7AVE (IE2, IE3) адаптированы к работе в составе частотно-регулируемого электропривода. За счет высокого сервис фактора двигатели могут работать в составе частотнорегулируемого привода (ЧРП) без принудительной вентиляции.
Структура обозначения двигателей 5 и 6 серии:
1 - обозначение серии; 2 - признак модификации; 3 - габарит (высота оси вращения, мм); 4 - установочный размер; 5 - число полюсов; 6 - признак отличия по назначению; 7 - климатическое исполнение.
1. Обозначение серии:
АИР, АИВ, 4А, 5А ,6А, АН, ВА и др.
2. Признак модификации:
• пристраиваемые - П;
• модернизированные - М;
• с алюминиевой станиной - Х;
• с фазным ротором - К;
• повышенного скольжения - С;
• с самовентиляцией - Н;
• с принудительным охлаждением - Ф;
• встраиваемые - В;
• однофазные - ЕУ;
• для транспорта - Э;
• с повышенным пусковым моментом - Р.
3. Габарит (высота оси вращения, мм):
80, 112, 132, 160, 180, 200, 225, 250, 280, 315, 355 и др.
4. Установочный размер по длине станины (S, М, L), или вариант длины сердечника (А, В).
5. Число полюсов:
2, 4, 6, 8, 10, 12 или 2/4, 8/6/4 и т. д.
6. Признак отличия по назначению:
• по нормам CENELEK - К;
• с датчиком температурной защиты обмотки - Б;
• с датчиком температуры подшипника - Б1;
• с датчиком и антиконденсатным подогревателем - Б2;
• повышенной точности по установочным размерам - П;
• малошумные - Н;
• для лифтов - Л;
• для станков качалок - С;
• для сушильных шкафов - СШ;
• для АЭС - А (А1, А2, А3).
7. Климатическое исполнение и категория размещения по ГОСТ 15150:
У3, Т2, УХЛ4 и т. д. (табл. 1.1).
В дополнение к обозначению двигателя указывается:
• монтажное исполнение - IM1081 и др. (табл. 1.2);
• напряжение питающей сети - 380 В (220/380 В и др.);
• степень защиты IP44, IP55 и пр.;
• другие отличия от основного (базового) исполнения.
В обозначении двигателя может использоваться использование нескольких отличительных признаков модификации и назначения. Обозначение двигателя пишется слитно, пробел не применяется.
Структура обозначения двигателей 7 серии:
1 - обозначение серии;
2 - разработка предприятий группы компаний «ВЭМЗ», г. Владимир;
3 - энергоэффективные;
4 - R/C - привязка по варианту I / по варианту II по ГОСТ Р 51689;
5 - габарит (высота оси вращения, мм);
6 - установочный размер по длине станины;
7 - обозначение длины пакета магнитопровода;
8 - число полюсов.
Далее указываются:
IE1/IE2 - стандартный / высокий класс энергоэффективности по IEC 60034-30;
/С - обозначение материала станины (для двигателей с литой станиной из алюминиевого сплава обозначение отсутствует);
-С - двигатели с литой чугунной станиной;
Б - двигатель со встроенными датчиками температурной защиты;
У3, У2, Т2, ХЛ2 - вид климатического исполнения.
Пример записи обозначения двигателя серии 7AVER160S4 для работы от сети частотой 50 Гц, напряжением 220/380 В, с синхронной частотой вращения 1500 об/мин, мощностью 15 кВт, привязка мощности к установочным размерам по I варианту, нормального класса энергоэффективности, со станиной из алюминиевого сплава, со встроенным датчиком температурной защиты, климатического исполнения У3, монтажного исполнения IM1081, с вводным устройством К-3-II с панелью выводов и двумя штуцерами при его заказе и в документации другого изделия:
Двигатель 7AVER160S4IE1 Б У3, 220/380В, IM1081, К-3-II, ТУ16-10 ВАКИ 526122.121 ТУ.
Климатические исполнения
Двигатели имеют исполнения для эксплуатации в макроклима- тических 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 - в закрытых помещениях с искусственно регулируемыми климатическими условиями.
В таблице 1.1 приведены значения климатических факторов - температуры и влажности воздуха для перечисленных выше условий, регламентированных ГОСТ 15150.
Климатическое исполнение | Категория размещения | Рабочая температура | Максимальное значение относительной влажности, % | |
Верхнее значение | Нижнее значение | |||
У (умеренный климат) | 1,2 | + 40 | - 45 | 100 при 25 °С |
У (умеренный климат) | 3 | + 40 | - 45 | 98 при 25 °С |
УХЛ (умереннохолодный климат) | 4 | + 35 | + 1 | 80 при 25 °С |
Т (тропический климат) | 2 | + 50 | - 10 | 100 при 35 °С |
ХЛ, УХЛ | 1,2 | + 40 | - 60 | 100 при 25 °С |
ОМ (морской климат) | 2-5 | + 45 | - 30 | 75 % при + 40 °С 95 % при + 25 °С |
Устройство электродвигателя серии 5А и его основные конструктивные элементы показаны на рисунке 1.1.
Технические данные двигателей (мощность, напряжение, номинальный и пусковой ток, частота вращения и др.) указывают в паспорте, закрепленном на корпусе в виде таблички (рис. 1.2). В паспорте также указывают модификацию двигателя по исполнению и степени защиты от соприкосновения с токоведущими частями и от проникновения влаги. Тип двигателя для конкретного технологического механизма и условий работы выбирают в соответствии с проектом.
Рис. 1.1. Устройство и установочные размеры электродвигателя серии 5А: 1 - вал; 2 - шпонка; 3 - подшипник; 4 - статор; 5 - ротор;6 - обмотка; 7 - вентилятор; 8 - коробка выводов; 9 - лапа; l1, l2 - продольное и поперечное расстояния между отверстиями в лапах; l3 - длина выступающего конца вала; l4 - размер выступающей крышки; h - высота оси вращения; d1, d2 - диаметры вала и отверстия в лапах
Рис. 1.2. Табличка для двигателей с высотой оси вращения 80-132 мм:
1 - наименование типа двигателя (включает обозначение серии, высоту оси вращения, установочный размер по длине станины, число полюсов и др.);
2 - частота сети, Гц; 3 - обозначение нормативного документа;
4 - напряжение, В; 5 - схема соединения; 6 - мощность, кВт; 7 - частота вращения, об/мин; 8 - номинальный ток, А; 9 - коэффициент мощности;
10 - дата выпуска двигателя (М и Г); 11 - заводской номер двигателя; 12 - масса двигателя, кг; 13 - класс изоляции; 14 - степень защиты; 15 - код органа сертификации; 16 - знак соответствия Росстандарта;
17 - режим работы двигателя
АН, ВА и 7А. Двигатели имеют различные конструктивные исполнения по способу монтажа в зависимости от габарита (табл. 1.2).
Способы монтажа электродвигателей | ||||||
Конструктивное исполнение по способу монтажа | Обозначение | Диапазон применения по габаритам | Конструктивное исполнение по способу монтажа | Обозначение | Диапазон применения по габаритам | |
IM 1001 (IMB3) |
| 80-315 | IM1011 (IMV5) |
| 80-250 | |
IM 1031 (IMV6) |
| 80-250 | IM1051 (IMB6) |
| 80-250 | |
IM 1061 (IMV7) |
| 80-250 | IM1071 (IMB8) |
| 80-250 | |
IM 2001 (IMB35) |
| 80-315 | IM2011 (IMV15) |
| 80-250 | |
IM 2031 (IMV36) |
| 80-250 | IM2101 (IMB34) |
| 80 | |
IM 2111 |
| 80 | IM2131 |
| 80 | |
IM 3001 (IMB5) |
| 80-180 | IM3011 (IMV1) |
| 80-250 | |
IM 3031 (IMV3) |
| 80-250 | IM3601 (IMB44) |
| 80 | |
IM 3611 (IMV18) |
| 80 | IM 3631 (IMV19) |
| 80 | |
Условные обозначения монтажных исполнений IM (International Mounting) в соответствии с ГОСТ 2479 (МЭК 60034-7):
Структура обозначения монтажного исполнения: IMX1X2X3X4;
Х1 - конструктивное исполнение;
Х2Х3 - способ монтажа;
Х4 - исполнение выступающего конца вала;
X1 (первая цифра в обозначении) - конструктивное исполнение двигателя:
1 - двигатели на лапах, с подшипниковыми щитами;
2 - двигатели на лапах с подшипниковыми щитами и фланцем на одном подшипниковом щите;
3 - двигатели без лап, с подшипниковыми щитами и фланцем на одном подшипниковом щите;
5 - двигатели без станины и подшипниковых щитов;
Х2Х3 (вторая и третья цифры в обозначении) - способ монтажа двигателя (смотри табл. 1.2).
Х4 (четвертая цифра в обозначении) - исполнение конца вала двигателя:
0 - без конца вала;
1 - с одним цилиндрическим концом вала;
2 - с двумя цилиндрическими концами вала.
До начала монтажа необходимо изучить проект и получить от заказчика документацию на оборудование: технические условия, паспорт, инструкцию по монтажу и пуску, комплектовочную ведомость и др.
Ревизия электродвигателей.
Машины, полученные от заказчика или завода-изготовителя в собранном виде, на месте монтажа не разбирают. Перед установкой их расконсервируют (срок действия заводской консервации 3 года) и подвергают ревизии, при этом проверяют:
- двигатель во время хранения и транспортировки был ли подвержен чрезмерному загрязнению или воздействию влаги;
- отсутствие механических повреждений и дефектов на внешней поверхности двигателя;
- соответствие типа и исполнения двигателя данным заказа;
- соответствие типа двигателя и данных на паспортной табличке (напряжение, соединение фаз, климатическое и монтажное исполнение, и др.), записям в паспорте;
- вал вращается ли свободно;
- другие выявленные несоответствия двигателя заказу и данным в каталоге продукции.
При входном контроле необходима проверка сопротивления изоляции обмоток, проверка работоспособности двигателя без нагрузки и уровня вибрации.
Проверка сопротивления изоляции.
Перед подключением двигателя к питающей сети необходимо проверить сопротивление изоляции обмотки статора относительно корпуса и сопротивление изоляции терморезисторов (могут быть установлены для контроля температуры лобовых частей обмоток и температуры подшипников) относительно обмотки статора и относительно корпуса двигателя. Измерение сопротивления изоляции необходимо производить мегаомметром на 500 В.
Концы обмоток выводят в коробку выводов и обозначают буквами: начало обмотки первой фазы - U1; второй - V1; третьей - W1, а концы обмоток соответственно - U2, V2, W2 (рис. 1.3, а). Обмотки соединяют в звезду или в треугольник (рис. 1.3, б, в).
Рис. 1.3. Схемы соединений обмоток трехфазного асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором: а - схема обмоток; б - соединение обмоток в звезду; в - соединение обмоток в треугольник
Сопротивление изоляции асинхронных двигателей напряжением до 1 кВ измеряют мегаомметром на 500 В в соответствии со схемой, представленной на рисунке 1.4, а, б. Для этого необходимо разобрать схему соединения обмоток двигателя, сняв соответствующие перемычки (рис. 1.3, б, в). Выполняются измерения сопротивления обмоток электродвигателя между собой и каждой обмотки относительно корпуса (например, W1-V2, W1-U2, V2-U2, корпус-Wl, корпус-Ш, корпус V2).
Рис. 1.4. Измерение сопротивления изоляции мегомметром: а - между обмотками; б - между обмотками и корпусом
Сопротивление изоляции в нормальных климатических условиях должно быть:
- в практически холодном состоянии - не менее 10 МОм (при эксплуатации, после остывания до температуры окружающей среды и нормальной влажности воздуха);
- при температуре, близкой к рабочей - не менее 3 МОм (при эксплуатации, в нагретом состоянии);
- при верхнем значении влажности воздуха - не менее 0,5 МОм (после длительного хранения или продолжительной остановки, в условиях повышенной влажности).
Обмотка двигателя способна накапливать заряд. Во избежание поражения электрическим током, обмотки должны быть разряжены немедленно после проведения измерения.
Если сопротивление изоляции, измеренное при температуре 25 оС, ниже 0,5 МОм, двигатель необходимо подвергнуть сушке и последующей повторной проверке сопротивления изоляции.
Сушка электродвигателей
Сушку двигателя можно производить внешним нагревом при температуре + 90 °С в сушильной камере. Если на предприятии отсутствует сушильная камера то можно воспользоваться другими способами. Способ сушки выбирают в зависимости от конструкции и мощности двигателя. Для двигателей мощностью до 15 кВт рекомендуют применять обогрев обмоток инфракрасными облучателями или лампами накаливания. Лампы располагают вблизи обмоток или внутри статора, а двигатель закрывают огнестойким кожухом с отверстиями для выхода испаряющейся влаги.
Двигатели мощностью 15-40 кВт сушат горячим воздухом от электрокалорифера или теплом, выделяемым в обмотках при протекании по ним тока. Для этого затормаживают ротор и плавно подают
пониженное напряжение питания, при этом контролируют ток в обмотках двигателя. Устанавливают ток, равный 0,7-0,8 от номинального тока двигателя, при этом напряжение составляет 10-15 % от номинального напряжения двигателя. В процессе сушки следят, чтобы температура обмоток не превышала 80-90 °С.
Двигатели мощностью более 40 кВт сушат нагревом статора токами индукционных потерь (вихревыми токами). Режим сушки, во всех случаях, контролируют мегаомметром и термометром. Сопротивление изоляции измеряют через каждый час. Сушка считается законченной, если в течение 2-4 ч сопротивление изоляции не изменяется и составляет не менее 1 МОм. По результатам сушки составляют протокол.
При наличии в двигателе датчиков температурной защиты (исполнение Б) необходимо проверить сопротивление цепи терморезисторов. Сопротивление цепи терморезисторов (между клеммами T1 и T2) при температуре 0-40 °С должно находиться в пределах 250±160 Ом. Измерительное напряжение не должно превышать 7,5 В.
Измерение уровня вибрации
Перед монтажом двигателя на исполнительный механизм рекомендуется проверить уровень вибрации двигателя виброметром. Уровень вибрации двигателя отражает состояние подшипниковых узлов двигателя и качество балансировки ротора. Измерение уровня вибрации в процессе эксплуатации двигателя позволяет оценить состояние двигателя и необходимость проведения технического обслуживания.
Измерение вибрации производится в подвешенном состоянии, в точках, указанных на рисунке 1.5.
Рис. 1.5. Точки измерения вибрации: 1, 2, 3 - измерение вибрации в трех плоскостях для переднего подшипника; 4, 5, 6 - измерение вибрации в трех плоскостях для заднего подшипника
В двигателях с кожухом охлаждения в точках 4, 5, 6 измерения допускается не производить. Результат измерения не должен превышать значений, указанных в таблице 1.3.
Категория уровня вибрации | Число полюсов | Максимальное среднее квадратическое значение виброскорости Vemax, мм/с для двигателей разных высот оси вращения | ||
80-132 | 160-225 | 250-315 | ||
N (нормальная точность) | 2 4, 6, 8,10 | 1,8 | 2,8 | 4,5 |
1,8 | 2,8 | |||
R (повышенная точность) | 2 4, 6, 8,10 | 1,12 | 1,8 | 2,8 |
0,71 | 1,12 | 1,8 | ||
S (высокая точность) | 2 4, 6, 8,10 | 0,71 | 1,12 | 1,8 |
0,45 | 0,71 | 1,12 | ||
ГОСТ 20815-93. При измерении вибрации двигатель подвешивают на пружине или устанавливают на упругой опоре (платформа, пружина, резина и т. д.). Собственная частота колебаний двигателя с системой подвески должна быть менее 1/4 частоты вращения двигателя. При измерении вибрации двигателя необходимо использовать полушпонку (шпонку половинной высоты или длины).
Транспортировка
Транспортировка, погрузка и разгрузка двигателя должны обеспечивать его сохранность. Двигатели допускается перевозить любым видом крытого транспорта на любые расстояния.
При перевозке двигателя ось вала должна располагаться поперек оси движения транспортного средства для предотвращения повреждения подшипников.
При перевозке и перемещении двигателей необходимо исключать их контакт с другими предметами, способными нанести повреждения.
Погрузочно-разгрузочные работы при перевозке и перемещении двигателей производятся вильчатым погрузчиком или штабелером, мостовым краном или тельфером.
Рым-болт двигателя рассчитан только на вес двигателя (Вес двигателя указан на паспортной табличке). Перед подъемом двигателя следует проверить состояние рым-болтов, при необходимости подтянуть.
Запрещается осуществлять подъем двигателя за выходной конец вала.
Запрещается поднимать за рым-болт двигатель с исполнительным механизмом.
Не допускается перемещение поврежденного транспортного пакета или ящика.
Не допускаются рывки или удары при перемещении двигателя.
Хранение и консервация
При хранении двигателей должны обеспечиваться следующие условия:
- двигатели следует хранить в упаковке или без нее в сухом и вентилируемом складе, свободном от вибрации и пыли;
- атмосфера склада не должна содержать кислотных, щелочных и других паров, вредно действующих на изоляцию и покрытия;
- при хранении не допускаются колебания температуры и влажности, вызывающие образование росы;
- при складировании упакованных в ящики двигателей следует руководствоваться надписями и маркировкой на упаковке;
- при хранении двигателей следует соблюдать сроки консервации.
При консервации незащищенные места двигателей (выходные концы валов, фланцы, места под болты заземления и др.) покрываются антикоррозионной смазкой АМС-3, К-17.
Срок консервации указывается в паспорте двигателя и составляет не менее 1 года. По истечении указанного срока необходимо произвести переконсервацию. Поверхности, подлежащие консервации, предварительно очистить от старой смазки и обезжирить. Переконсервация обязательно производится после морских перевозок двигателей. Во время хранения двигатели осматриваются не реже одного раза в год.
Перед монтажом двигателя на место постоянной эксплуатации, необходимо проверить фундамент двигателя, который должен отвечать следующим требованиям:
- Фундамент для установки двигателя должен быть ровным и не подверженным чрезмерной внешней вибрации. Двигатели должны устанавливаться на фундаментах и других опорах при вибрации внешних источников с ускорением не более 10 м/с2 (с повышенным скольжением - 20 м/с2) частотой до 55 Гц.
- Собственная частота колебаний фундамента с установленным двигателем не должна быть кратна частоте питающей сети.
- Фундамент и крепежные элементы двигателя должны быть стойкими к возможным усилиям при прямом пуске и при внезапном заклинивании исполнительного механизма.
- Крепежные болты двигателей должны быть туго затянуты и предохранены от самоотвинчивания во время работы.
- Металлические фундаменты должны быть покрыты антикоррозийной краской.
- Двигатели должны быть установлены таким образом, чтобы они были доступны для осмотра и замены, а также для технического обслуживания на месте установки.
Асинхронные двигатели являются видом электрических машин, преобразующих электрическую энергию в механическую. Принцип действия асинхронного двигателя основывается на электромагнитном взаимодействии между статором и ротором. Вращающееся магнитное поле статора, проникая в ротор, индуцирует в его обмотке электродвижущую силу. При взаимодействии тока ротора с вращающимся электромагнитным полем статора создается электромагнитный момент, приводящий ротор во вращение. Выделяемое при работе двигателя тепло необходимо отводить с помощью системы охлаждения.
Охлаждение двигателя должно учитывать следующие особенности:
- Для охлаждения двигателя во время работы необходимо обеспечить свободный приток охлаждающего воздуха и свободный отвод нагретого воздуха.
- Расстояние от воздуховсасывающих отверстий до стенки (конструктивных элементов исполнительного механизма) должно быть не менее 1/2 высоты оси вращения двигателя.
- Воздуховсасывающие отверстия следует оберегать от загрязнения.
- При монтаже убедитесь в том, что направление охлаждающего воздушного потока от кожуха вентилятора направлено в сторону переднего (рабочего) конца вала и двигатель расположен так, что близлежащие устройства или солнечное излучение не нагревают его.
Установка электродвигателей
Электродвигатели, входящие в комплект технологических механизмов (вентиляторы, насосы, дробилки и др.), монтируют организации, устанавливающие технологическое оборудование.
Монтаж двигателя на исполнительном механизме, осуществляется путем его крепления на фундаменте (раме, опоре) исполнительного механизма, с помощью предусмотренных для этой цели болтов или шпилек, через крепежные отверстия в лапах двигателя (фланце). Допустимые моменты затяжки болтовых соединений при монтаже двигателя представлены в таблице 1.4.
Диаметр резьбы, мм | Крутящий момент (Н*м) для силового резьбового соединения, деталей из разных материалов | |
сталь - чугун | сталь – алюминиевый сплав | |
M6 | 7,0-10,0 | 6,0-8,0 |
M8 | 15-30 | 10-20 |
M10 | 25-40 | 20-30 |
M12 | 45-60 | 40-50 |
M16 | 55-90 | 50-60 |
Для сопряжения рабочего вала двигателя с исполнительным механизмом применяются гибкие и жесткие муфты, шестерни, ременная передача или непосредственная насадка на вал двигателя рабочего органа исполнительного механизма. Способ сопряжения определяется конструкцией исполнительного механизма.
При насадке шкива, муфты или зубчатого колеса на вал двигателя необходимо обеспечить упор противоположного конца вала, чтобы усилия не передавались на подшипники.
Перед установкой на вал двигателя, элементов сопряжения (шкив, полумуфта, зубчатое колесо и др.), они предварительно нагреваются до температуры примерно 80 °С.
Для исключения повреждения подшипников при монтаже, запрещается:
- наносить удары (при насадке шкива полумуфты и др.);
- проводить электросварочные работы, если сварочный ток протекает между валом и станиной двигателя.
При сопряжении с муфтой вал двигателя должен быть отцентрирован в радиальном и аксиальном направлениях с валом исполнительного механизма. Перед центровкой необходимо убедиться в плотности посадки полумуфт на валы (путем удара молотком по торцу полумуфты при одновременном обхвате рукой стыка полумуфты с валом), проверить установку электродвигателя и исполнительного механизма по уровню, отсутствие биений при вращении валов. Валы центрируют при помощи скоб с установленными на них индикаторами, укрепленными на полумуфтах (рис. 1.6-1.8).
Измерение аксиальной несоосности (непараллельности осей) следует проводить по схеме представленной на рисунке 1.6, в четырех точках по окружности муфты, сдвинутых соответственно на угол 90° относительно друг друга при одновременном вращении обеих полумуфт. Результаты заносят в таблицу 1.5.
Зазор, мм | Положение валов (град) | |||
0 | 90 | 180 | 270 | |
А |
|
|
|
|
Б |
|
|
|
|
При устранении радиальной несоосности (смещения осей) использовать схему, представленную на рисунке 1.7.
Допускается использовать комбинированный способ измерения несоосностей (рис. 1.8). Допустимая аксиальная несоосность не должна превышать 0,05 мм на диаметре условно измеренного круга 200 мм.
Рис. 1.6. Схема измерения аксиальной несоосности
Рис. 1.7. Схема измерения радиальной несоосности
Аксиальный зазор между полумуфтами (размер «Е» на рис. 1.6) должен быть минимум 3 мм для компенсации теплового расширения вала во время работы.
При использовании ременной передачи необходимо обеспечить правильное взаимное расположение валов двигателя и исполнительного механизма. Валы двигателя и механизма должны быть строго параллельны. Параллельность проверяют стальной струной или линейкой. Ремень выбирают по размеру канавки шкива. Выверенный двигатель закрепляют и окончательно проверяют сохранность центровки валов после затяжки гаек анкерных болтов.
При регулировке натяжения ремней следует пользоваться руководством по эксплуатации (инструкцией) исполнительного механизма. Максимальное предварительное натяжение ремней должно выбираться, исходя из допустимых радиальных и осевых нагрузок на рабочий конец вала двигателя.
Для регулировки натяжения ремня конструкция исполнительного механизма должна предусматривать наличие натяжных салазок или натяжного ролика.
Электрическое подключение двигателей
Все работы, связанные с электрическим подключением двигателей, должны выполняться только квалифицированными специалистами-электриками, изучившими Руководство, Правила устройства и эксплуатации электроустановок и типовые Инструкции по охране труда при эксплуатации электроустановок.
Для подключения обмотки статора к питающей сети в коробке выводов предусмотрена клеммная панель с контактными болтами (количество зависит от схемы соединений) и болт заземления.
Заземление необходимо выполнить до подключения двигателя к сети!
Подключение двигателя к сети следует производить, используя схему, расположенную на внутренней стороне крышки коробки выводов.
Перемычки на клеммной панели должны быть установлены, в зависимости от применяемого напряжения питающей сети (соединение в треугольник обозначается - «А», соединение в звезду обозначается - «Y»).
Конструкция коробок выводов предусматривает возможность подсоединения кабелей с медными жилами, с оболочкой из резины или пластика, а также проводов в гибком металлическом рукаве. Ввод осуществляется через один или два штуцера, либо через удлинитель под сухую разделку или эпоксидную заделку кабеля.
Сечение проводников силового кабеля выбирается исходя из номинального тока двигателя, указанного на паспортной табличке и допустимого значения тока в кабеле (таблицы 1.3.4 -1.3.10). При отсутствии паспортных данных, ток электродвигателя определяется по формуле
где Iн - номинальный ток электродвигателя, А; Рн - номинальная мощность на валу двигателя, Вт; Uн - номинальное напряжение сети, В; cos ф - коэффициент мощности, о. е.; n - коэффициент полезного действия, о. е.
Подключение силового питающего кабеля без наконечников недопустимо!
Последовательность закрепления кабельных наконечников на контактном болте должна соответствовать схеме, представленной на рисунке 1.9.
Чтобы не подвергать контактные болты и клеммную панель дополнительной нагрузке необходимо подвести силовой кабель без натяжения и надежно закрепить его во вводном устройстве.
Для обеспечения надежности электрического соединения выводов с контактными болтами двигателя, необходимо обеспечить моменты затяжки, указанные в таблице 1.6
Моменты затяжки контактных соединений, при разном диаметре резьбы, H*м | ||||||
М4 | М5 | М6 | М8 | М10 | М12 | М16 |
1,0—2,0 | 3,0—5,0 | 6,0-8,0 | 10-20 | 20-30 | 40-50 | 50-60 |
После монтажа одного конца питающего кабеля к электродвигателю выполняется подключение второго конца питающего кабеля к устройству защиты двигателя. Применение защиты удорожает двигатель, поэтому выбор типа и количества защит определяется не только технической, но и экономической целесообразностью их установки.
Как правило, предусматриваются следующие виды защиты двигателей напряжением до 1 000 В:
• защита от коротких замыканий;
• защита от перегрузки.
Защита от перегрузки должна устанавливаться в тех случаях, когда возможна перегрузка механизма по технологическим причинам, а также при тяжелых условиях пуска и для ограничения длительности пуска при пониженном напряжении. Защита должна выполняться с выдержкой времени и может быть осуществлена тепловыми реле. Защита должна действовать на отключение при перегрузке двигателя.
Правильный выбор и настройка защиты позволяют продлить ресурс безаварийной работы двигателя и повысить эксплуатационную надежность.
Для защиты двигателей от коротких замыканий должны применяться предохранители или автоматические выключатели. При выборе автоматов для защиты асинхронных трехфазных электродвигателей необходимо руководствоваться действующими Правилами эксплуатации электроустановок с учетом того, что пусковой ток двигателя в 5-7 раз больше номинального.
Двигатели могут иметь встроенные в обмотку датчики температурной защиты. Температурная защита является наиболее эффективной защитой двигателей. Исполнительное устройство температурной защиты не входит в комплект поставки. Двигатели с датчиком температурной защиты имеют в наименовании дополнительную букву «Б». Конструктивно двигатели с датчиками температурной защиты отличаются наличием установленных в каждую фазу обмотки и соединенных последовательно терморезисторов (табл. 1.7).
Терморезисторы имеют нелинейную зависимость сопротивления от температуры. В холодном состоянии сопротивление цепи терморезисторов равно 250 ± 160 Ом. При достижении обмоткой температуры срабатывания их сопротивление резко увеличивается. Исполнительное устройство температурной защиты должно отключать силовую цепь двигателя при достижении сопротивления цепи терморезисторов 1 650 Ом (время срабатывания при достижении указанного сопротивления должно быть не более 1 с).
Класс нагревостойкости изоляции | Обозначение типа терморезисторов по ТУ11-85 ОЖО.468.165ТУ | Температура срабатывания терморезистора (температура нагрева обмотки) |
В (130 оС) | СТ14А-2-130 | 130°С |
F(155 оС) | СТ14А-2-145 | 145°С |
H (180 оС) | СТ14А-2-160 | 160°С |
Пуск двигателя
Качество монтажа электродвигателей проверяют включением в сеть вхолостую и под нагрузкой. Перед пуском двигателя убедитесь в надежности присоединения кабеля питания и заземления, крышка коробки выводов должна быть закрыта. Если двигатель запускается с оголенным рабочим концом вала, то шпонка должна быть заперта колпачком или же снята.
Перед пуском двигателя необходимо убедиться:
- в соответствии номинальной величины и частоты питающего напряжения, рабочему напряжению и частоте двигателя, указанному на паспортной табличке и в паспорте;
- в правильности соединения обмоток статора, для применяемого напряжения питания (только для двигателей с двойным напряжением питания).
Перед пуском двигателя необходимо проверить:
- наличие питающего напряжения во всех 3 фазах силовой сети и соответствие напряжения и частоты;
- исправность работы коммутирующих и защитных устройств (автоматов, пускателей и т. д.), применяемых для пуска двигателя.
Пуск двигателя необходимо проводить в следующей последовательности:
1. Убедиться в свободном вращении вала двигателя от руки.
2. Произвести пробный пуск двигателя без нагрузки (в режиме холостого хода), для этого двигатель отсоединяют от технологической машины и включают толчком в сеть. Не допуская полного разворота (25-30 % от номинальной частоты вращения), отключают и проверяют направление вращения и исправность механической части двигателя (отсутствие стука, заеданий, вибрации, шумов в подшипниках и т. п.).
3. После пробного пуска двигатель включают на час и проверяют: отсутствие стуков и задеваний вращающихся частей, прочность крепления к основанию, степень нагрева подшипников.
Время работы без нагрузки двигателей габаритов 250-315 должно быть ограничено. При работе двигателя без нагрузки возможны характерные звуки, связанные с проскальзыванием тел качения в подшипниках по дорожкам. При длительной работе без нагрузки возможно разрушение подшипника.
Для изменения направления вращения вала односкоростного двигателя необходимо на панели в коробке выводов поменять местами два любых провода кабеля питания.
Для изменения направления вращения вала многоскоростного двигателя необходимо на панели в коробке выводов поменять местами два любых провода кабеля питания обмотки каждой частоты вращения.
4. Проверить работу двигателя под нагрузкой с исполнительным механизмом в течение трех часов. При этом необходимо измерить рабочий ток, потребляемый двигателем. Измеренный ток не должен превышать номинальный, указанный на паспортной табличке, с учетом допустимых отклонений (несимметрия токов по фазам не должна превышать 5 %). Измеряют уровень вибрации двигателя. Если вибрация, измеренная в какой либо точке, в рабочем состоянии превышает значение вибрации двигателя (измеренной перед монтажом), то имеется несоосность (непараллельность) осей двигателя и исполнительного механизма, либо элементы стыковки двигателя и исполнительного механизма динамически несбалансированны, либо имеется неисправность в исполнительном механизме. В течение испытаний через каждые 30 мин измеряют температуру нагрева обмотки подшипников (не должна превышать предельно допустимую температуру в соответствии с классом нагревостойкости изоляции).
Двигатель, прошедший испытания под нагрузкой, передают рабочей комиссии для приемо-сдаточных испытаний.
Конструкция двигателя
Рис. 1.10. Конструкция, основные узлы и детали двигателей с высотой оси вращения 80–132 мм, степень защиты IP55
Рис. 1.11. Конструкция, основные узлы и детали двигателей с высотой оси вращения 160–280 мм, степень защиты IP5
Рис. 1.12. Конструкция, основные узлы и детали двигателей с высотой оси вращения 200 мм, степень защиты IP23
1.10 - Подшипник передний | 2.25 - Прокладка сливной камеры |
1.21 - Подшипниковый щит | 3.00 - Статор |
1.21 FF - Подшипниковый щит фланцевый | 3.00 IM3 - Статор (монтажное исполнение IM3) |
1.22 - Воронка (дефлектор) | 4.00 - Ротор |
1.31 - Крышка подшипника передняя | 4.31 - Колпачок защитный на рабочий |
наружная | конец вала |
1.32 - Прокладка передняя наружная | 4.32 - Шпонка на рабочий конец вала |
1.33 - Уплотнение (манжета) | 4.41 - Колпачок защитный на второй конец вала |
1.35 - Маслоотражающее кольцо | 4.42 - Шпонка на второй конец вала |
1.36 - Кольцо уплотнительное | 5.01 - Планка (подставка) |
1.37 - Кольцо упорное пружинное | 5.11 - Крышка вводного устройства |
1.38 - Пружина гофрированная невинтовая | 5.13 - Прокладка под крышку |
1.41 - Крышка подшипника передняя внутренняя | 5.21 - Корпус вводного устройства |
1.42 - Прокладка передняя внутренняя | 5.22 - Прокладка под корпус |
1.50 - Подшипник задний (В) | 5.23 - Прокладка в окно станины |
1.61 - Подшипниковый щит | 5.31 - Фланец |
1.63 - Воронка (дефлектор) | 5.32 - Гайка нажимная резьбовая |
1.71 - Крышка подшипника задняя наружная | 5.33 - Шайба нестандартная под уплотнение |
1.72 - Прокладка задняя наружная | 5.34 - Уплотнение |
1.73 - Уплотнение (манжета) | 5.35 - Прокладка под фланец |
1.75 - Маслоотражающее кольцо | 5.41 - Фланец не резьбовой прижимной |
1.76 - Кольцо уплотнительное | 5.60 - Панель |
1.77 - Кольцо упорное пружинное | 6.10 - Вентилятор металлический сборный |
1.81 - Крышка подшипника задняя внутренняя | 6.11 - Вентилятор пластмассовый |
1.82 - Прокладка задняя внутренняя | 6.14 - Пластина для закрепления вентилятора |
2.11 - Масленка | 6.15 - Кольцо упорное пружинное |
2.12 - Трубка маслопровода | 6.16 - Шпонка под вентилятор |
2.13 - Трубка маслопровода | 6.20 - Кожух сборный |
2.14 - Кронштейн крепления трубки | 6.21 - Кожух |
2.24 - Пластина сливной камеры | 6.26 - Втулка амортизационная |