ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ

 

СТРУКТУРА СЕРИИ

Серия асинхронных двигателей 4А на напряжение до 1000 В в зависимости от рабочих свойств и условий работы двигателей включает в себя основное исполнение и модификации: с повышенным пусковым моментом; с повышенным скольжением; многоскоростные; с фазным ротором; со встроенным электромагнитным тормозом; малошумные.

Специализированные исполнения по условиям окружающей среды: тропическое; химически стойкое; для холодного климата; для сельского хозяйства.

Двигатели предназначены для работы от сети переменного тока частоты 50 Гц. Они изготовляются на следующие номинальные напряжения (основное исполнение):

Номинальное напряжение, В 220; 380 220; 380; 660 220/380; 380/660 380/660
Мощность, кВт 0,06 - 0,37 0,55 - 11,0 15,0 - 110 132 - 400

                                                                                              

В серии 4А предусмотрены три исполнения по степени защиты (ГОСТ 17494-72):

IP44 для двигателей с высотами оси вращения 50-355 мм (закрытое исполнение);

IP23 для двигателей с высотами оси вращения 160-355 мм (защищенное исполнение);

IP54 для двигателей специализированных исполнений (пылезащищенное исполнение).

Двигатели серии 4А с короткозамкнутым ротором имеют различные конструктивные исполнения по способу монтажа в зависимости от высоты оси вращения и степени защиты (табл. 1.3). Условные обозначения даны в соответствии с ГОСТ 2479-79. По заказу потребителя двигатели могут изготовляться с двумя выступающими концами вала; в этом случае последняя цифра в условном обозначении - 2.

 

Таблица 1.3. Конструктивные исполнения по способу монтажа

двигателей с короткозамкнутым ротором

Степень защиты

Диапазон  высот оси вращения, мм

Конструктивное исполнение по способу монтажа

 

 

IP44,

IP54

 

 

 

 

IP44,

IP54

 

 

 

IP44

 

 

 

 

 

 

IP44,

IP54

 

 

 

 

IP44,

IP54

 

 

IP44,

IP54

 

 

 

 

 

IP44,

IP54

 

  

IP23

 

 

 

 

 

 

50-250

 

 

 

 

 

50-250

 

 

 

 

280-355

 

 

 

 

 

 

50-90

 

 

 

 

 

50-180

 

 

 

200-280,

200-250

 

 

 

 

 

50-100

 

 

 

160-355

 

 

 

50-250

 

IM1081

IM 1001

IM 1011

IM 1031

IM 1051

IM 1061

IM 1071

 

IM2081

IM 2001

IM 2011

IM 2031

IM 2051

IM 2061

IM 2071

IM 1001

IM 2001

 

IM2181

IM 2101

IM 2111

IM 2131

IM 2151

IM 2161

IM 2171

 

IM3041

IM 3001

IM 3011

IM 3031

IM 3011

IM 3031

 

IM3641

IM 3601

IM 3611

IM 3631

IM 1001

IM 5010

 

  

УСЛОВИЯ   ЭКСПЛУАТАЦИИ

В зависимости от климатического исполнения двигатели предназначены для эксплуатации в макроклиматических районах с умеренным, тропическим или холодным климатом. Номинальные значения климатических факторов внешней среды в соответствии с ГОСТ 15150-69 и ГОСТ 15543-70 приведены в табл. 1.4.

Двигатели предназначены для эксплуатации на нормальной высоте (не выше 1000 м над уровнем моря). Запыленность воздуха должна быть не более 10 мг/м3 для двигателей со степенью защиты IP44 и не более 2 мг/м3 для двигателей со степенью защиты IP23.

По условиям эксплуатации в части воздействия механических факторов внешней среды двигатели серии 4А относятся к группе Ml (ГОСТ 17516-72), т.е. они могут устанавливаться непосредственно на стенах предприятий, фундаментах и т.п. при внешних источниках, создающих вибрацию с частотой не выше 35 Гц и максимальным  ускорением 5 м/с2. Ударные нагрузки отсутствуют.

 

 

 

 

Климатическое исполнение

 

 

Категория

мест размеще-ния

Рабочая температура, °С

Относительная влажность воздуха, %

Верхнее

 знач.

Нижнее знач.

Среднее знач.

Эффек-тивное знач.

Средне-месячное знач. в наиболее теплый и влажный период

при 20 °С

Длитель-ность

воздейст-вия, мес.

 

 

 

Верхнее значение

Для умеренного климата 1; 2 +40 -45 +10 +40 80 6 100 при 25°С; с конденсацией влаги при более низких температурах
3 +40 -45 +10 +40 80 6 98 при 25°С; без конденсации влаги при более низких температурах
4 +35 +1 +20 +35 65 12 80 при 25°С; без конденсации влаги при более низких температурах
5 +35 -5 +10 +35 90 12 100 при 25°С; с конденсацией влаги при более низких температурах
Для тропического климата 2 +45 -10 +27 +45 90* 12 100 при 35°С; с конденсацией влаги при более низких температурах
То же 5 +35 +1 +10 +35 90* 12 То же

 Для холодного климата

2

+40

-60

+10

+40

80

6

100 при 25°С; с конденсацией влаги при более низких температурах

 * При температуре 27°С

 

ДВИГАТЕЛИ  ОСНОВНОГО   ИСПОЛНЕНИЯ

Двигатели основного исполнения предназначены для работы в макроклиматических районах с умеренным климатом, категория размещения 3.

Расчетный срок службы двигателей - не менее 15 лет при наработке 40 тыс. ч. Наработка обмотки статора - не менее 20 тыс. ч, расчетная наработка подшипников - не менее 14 тыс. ч. Вероятность безотказной работы - не менее 0,9 за 10 тыс. ч наработки.

На рис 1.1 представлен общий вид асинхронного двигателя серии 4А со степенью защиты IP44 и способом охлаждения ICO141 по ГОСТ 20459-75.

 

Рис. 1.1. Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором 4А200.
1 - вал; 2 - крышка подшипника наружная; 3 - подшипник; 4 - крышка подшипника внутренняя; 5 -щиток воздухонаправляющий; 6 - щит подшипниковый; 7 - вводное устройство; 8 - станина; 9 -сердечник статора; 10 - сердечник ротора; 11 - обмотка статора; 12 - обмотка ротора; 13 -вентеляционные лопатки ротора; 14 - вентилятор;  15 - кожух

 

Сердечники статора и ротора собраны из штампованных листов электротехнической стали толщиной 0,5 мм. Для листов сердечников двигателей с высотами оси вращения 50-132 мм применяется холоднокатаная нелегированная сталь марки 2013 для двигателей с высотами оси вращения 160-250 мм - холоднокатаная слаболегированная сталь марки 2212, для двигателей с высотами оси вращения 280-355 мм - горячекатаная сталь марки 1312 .

Сердечники статоров двигателей с высотами оси вращения 50-180 мм скрепляются сваркой или скобами, а двигателей с высотами оси вращения 200-250 мм - только скобами. Листы сердечников статоров двигателей с высотами оси вращения 280-355 мм набирают непосредственно в станину, спрессовывают и закрепляют кольцевыми шпонками.

В предварительно изолированные пазы сердечников статора уложена обмотка. Двигатели с высотами оси вращения 50-160 мм, за исключением двухполюсных двигателей с высотой оси вращения 160 мм имеют однослойные всыпные статорные обмотки; двигатели с высотами оси вращения 180-250 мм и двухполюсные двигатели с высотой оси вращения 160 мм имеют одно-двухслойные или двухслойные всыпные обмотки. В двигателях с высотами оси вращения 280-355 мм применяются жесткие обмотки. Исключение составляют 10-полюсные двигатели с высотами оси вращения 280-355 мм и 12-полюсные двигатели с высотами оси вращения 315-355 мм, имеющие всыпные двухслойные обмотки.

Класс нагревостойкости системы изоляции двигателей с высотами оси вращения 50-132 мм - В и двигателей с высотами оси вращения 160-355 мм - F. Конструкция систем изоляции приведена в главе 6.

Станина имеет продольные ребра, увеличивающие поверхность охлаждения, и прилитые лапы. Станины двигателей с высотами оси вращения 50-63 мм изготовляются из алюминиевого сплава. Двигатели с высотами оси вращения 71-160 мм имеют станины из алюминиевого сплава или чугуна. Станины двигателей с высотами оси вращения 180-250 мм - из чугуна. У двигателей с высотами оси вращения 280-355 мм могут быть станины как чугунные литые, так и стальные сварные.

Двигатели имеют на роторе литую короткозамкнутую клетку из алюминия марки А7 или А5 (ГОСТ 11069-74). С торцов клетки предусмотрены лопатки, которые служат для отвода теплоты от активных частей ротора и для перемешивания воздуха внутри двигателя.

Сердечник ротора с короткозамкнутой обмоткой посажен на вал. Вал лежит на двух подшипниковых опорах, состоящих из подшипников качения и подшипниковых щитов. Подшипниковые щиты двигателей с высотами оси вращения 50-63 мм отливаются из алюминиевого сплава. Ступица под подшипник у таких щитов армируется стальной втулкой. У двигателей с высотами оси вращения 71 мм и выше чугунные подшипниковые щиты. Подшипниковые щиты соединены со станиной замковым соединением и крепятся к станине винтами.

Охлаждение двигателей со степенью защиты IP44 осуществляется установленным на валу центробежным вентилятором, обдувающим ребристую станину машины. Вентилятор защищен кожухом, который служит одновременно и для направления воздушного потока.

В двигателях с высотами оси вращения 200-250 мм для улучшения охлаждения лобовых частей обмотки статора на подшипниковых щитах установлены воздухонаправляющие щитки.

Двигатели с высотами оси вращения 280-355 мм и степенью защиты IP44 (рис. 1.2) имеют дополнительное охлаждение ротора наружным воздухом, проходящим под действием малых лопаток вентилятора через жалюзи и окна в подшипниковых щитах, по трубкам и вентиляционным каналам ротора. Вращающиеся уплотнители обеспечивают требуемую степень защиты.

 

Рис. 1.2. Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором 4А280.
1 - жалюзи; 2- уплотнитель; 3- трубка; 4- вентилятор.

 

     На станине двигателя располагается вводное устройство. У двигателей с высотами оси вращения 50-250 мм (см. рис. 1.1) оно расположено сверху, а у двигателей с высотами оси вращения 280-355 мм (рис. 1.2) - сбоку.

Двигатели 4АН (рис. 1.3) со степенью защиты IP23 и способом охлаждения ICO1 по ГОСТ 20459-75 имеют двустороннюю симметричную радиальную систему вентиляции. Роль центробежных вентиляторов выполняют лопатки ротора. Направление воздуху придают щитки. Торцевые и боковые жалюзи обеспечивают двигателю степень защиты IP23.

 

Рис. 1.3. Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором 4АН160.

1- вентиляционные лопатки ротора; 2 - щиток воздухонаправляющий; 3 - торцевые жалюзи; 4 - боковые жалюзи

 

 

Рис. 1.4. Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором 4AH280.

1 - торцевые жалюзи; 2 - кожух; 3 - сердечник статора; 4 - щит подшипниковый; 5 - стойка; 6 - полустанина; 7 - боковые жалюзи.

 

Двигатели 4АН с высотами оси вращения 160-250 мм (рис. 1.3) имеют литую станину из чугуна; торцевые и боковые жалюзи - литые из алюминиевого сплава.

Двигатели с высотами оси вращения 280-355 мм (рис. 1.4) имеют сварной корпус, выполненный в виде полустанины цилиндрической формы. Полустанина крепится на четырех стойках, соединенных в основании продольными планками, а в верхней части - двумя ребрами из толстолистовой стали. Стойки корпуса имеют кольцевые заточки. На заточках наружных стоек центрируются подшипниковые щиты, на внутренних - сердечник статора с обмоткой. Полустанина закрывается кожухом из листовой стали. В отличие от двигателей со степенью защиты IP44 того же диапазона высот оси вращения листы сердечника статора набирают вне станины на центрирующую оправку и скрепляют стальными планками, которые привариваются к нажимным шайбам и спинке сердечника.

В двигателях основного исполнения с высотами оси вращения 50-132 мм установлены шарикоподшипники типа 180000 с двумя резиновыми уплотнениями и заложенной на весь срок  службы смазкой. Подшипниковые  крышки  в  этих  двигателях  отсутствуют (рис. 1.5,а).

 

Рис. 1.5. Подшипниковые узлы.

а - с подшипниками серии 180000: 1 - подшипниковый щит; 2 - волнистая пружина; 3 - подшипник;
б
- с внутренней и наружной крышками; смазка подшипника пополняется при разборке: 1 - щит подшипниковый; 2 - наружная крышка; 3 - пружина волнистая; 4 - подшипник; 5 - внутренняя крышка;
в
- с устройством для пополнения смазки: 1 - масленка; 2 - щит подшипниковый3 - пробка; 4 - наружная крышка;
5 - войлочное уплотнение наружной крышки подшипника; 6 - втулка;   7 - кольцо уплотнения; 8 - стопорное кольцо; 9 - пробка спускного канала; 10 - войлочное уплотнение внутренней крышки подшипника; 11 - внутренняя крышка; 12 - подшипник.

 

Двигатели с высотами оси вращения 160-355 мм имеют роликовые (со стороны привода) и шариковые подшипники качения, защищенные наружными и внутренними крышками (рис. 1.5,б). Подшипниковые узлы могут иметь устройства для пополнения и частичной замены смазки без разборки двигателей (рис. 1.5,е).

Установлена следующая структура обозначения типоразмера: 4АХХХХХХХХХХ

4 - порядковый номер серии

А - род двигателя - асинхронный

Далее по порядку:

  1. исполнение по степени защиты (H- IP23, отсутствие данного знака-IP-44)

  2. исполнение двигателя по материалу станины и щита (A-станина и щиты алюминиевые; Х- станина алюминиевая, щиты чугунные или наоборот; отсутствие  данного знака означает, что станина и щиты чугунные или стальные)

  3. высота оси вращения

  4. высота оси вращения

  5. высота оси вращения

  6. условная длина станины по МЭК (S,M,L)

  7. длина сердечника статора (А или В; отсутствие данного знака означает одну длину в установочном размере)

  8. число полюсов: 2,4,6,8,10,12

  9. климатическое исполнение по ГОСТ 15150-69 ( У- для умеренного климата)

  10. категория размещения по ГОСТ 15150-69(3)

 

Пример условного обозначения трехфазного асинхронного короткозамкнутого двигателя серии 4А: 4АН200М4УЗ - степень зашиты IP23; высота оси вращения 200 мм, длина станины М, четырехполюсный, климатическое исполнение У, категория размещения 3.

 

ДВИГАТЕЛИ МОДИФИКАЦИЙ

Двигатели с повышенным пусковым моментом. Эти двигатели предназначены для привода механизмов с тяжелыми условиями пуска (компрессоры, поршневые насосы, транспортеры и др.). Дви­гатели имеют степень защиты IP44, выпускаются в диапазоне высот оси вращения 160-250 мм на синхронные частоты вращения 1500, 1000 и 750 об/мин и соответствуют требованиям ГОСТ 20818-75. По шкале мощностей, шкале установочных размеров и их взаимной увязке двигатели соответствуют основному исполнению.

По конструкции двигатели с повышенным пусковым моментом отличаются от двигателей основного исполнения только формой паза ротора, а в ряде случаев - обмоточными данными статора

Двигатели с повышенным моментом обозначаются дополнительной буквой «Р» после обозначения серии, например,  4АР180М8УЗ.

Двигатели с фазным ротором. Эти двигатели предназначены для привода механизмов, требующих плавного регулирования частоты вращения вниз от номинальной (например, лебедки, волочильные станы), а также механизмов с особо тяжелыми условиями пуска (центрифуги, сепараторы).

Двигатели с фазным ротором имеют степени защиты IP44 (4АК) и 1Р23 (4АНК) и выпускаются в следующих диапазонах высот оси вращения:

Высота оси вращения, мм                        160—335          160—250

Степень защиты                                             IP23                1Р44

Двигатели унифицированы с двигателями основного исполнения по конструкции статора. При высотах оси вращения 160-200 мм роторы двигателей имеют всыпную двухслойную петлевую обмотку из круглого эмалированного провода, при высотах оси вращения 225-355 мм - двухслойную волновую стержневую обмотку ротора. Класс нагревостойкости изоляционной системы ротора - F.

У двигателей 4АК со степенью защиты IP44 (рис. 1.6) узел контактных колец расположен под оболочкой двигателя, а у двигателей 4АНК со степенью защиты IP23 (рис. 1.7) узел контактных колец 3 расположен вне оболочки и защищен кожухом 2.

В обозначении двигатели с фазным ротором имеют дополнительную букву «К» после условного обозначения степени защиты, например, 4АНК280М4УЗ.

 

 Рис. 1.6. Асинхронный двигатель с фазным ротором 4АК250.
1- узел контактных колец; 2 - станина; 3 - обмотка ротора.

 

 

Рис. 1.7. Асинхронный двигатель с фазным ротором 4АНК160.
1 - обмотка ротора; 2 - кожух; 3 - узел контактных колец.