Электродвигатели WEG серии W21

Серия моторов W21 представляет стандартные электродвигатели производства концерна WEG, которые не могут не заинтересовать потребителей в России своими характеристиками и надежностью. Тем более, что доступны эти моторы в двух исполнениях: типоразмеры согласно нормам IEC и в соответствии с присоединительно-габаритными размерами по ГОСТу. Это удобно, например, для тех, кто захочет использовать моторы WEG вообще без каких-либо изменений в своих механизмах. Даже если изменения эти связаны только с другой высотой оси вращения.

Основные характеристики и особенности электродвигателей WEG.

Прежде всего компания имеет полную сертификацию своего производства по стандартам ISO 9001 и ISO14001 (защита окружающей среды).

Чугунный корпус выполнен из высокопрочного чугуна марки FC-200, который применяется при изготовлении взрывозащищенных электродвигателей. Современное и высокоточное оборудование заводов WEG определяет качество деталей двигателей. Корпус, например, представляет собой одну цельную и симметричную отливку, что придает дополнительную прочность в местах механического напряжения (лапы и т.п.) Постоянная проверка качества чугуна, которая проводится и прямо в литейном цехе и в центральной лаборатории обеспечивает соответствие самым высоким требованиям. К тому же при отливке каждой станины расплавленный чугун заливается через отдельный фильтр, исключающий случайное попадание в отливку посторонних частиц. Симметричность позволяет без проблем «перевернуть» ротор и при необходимости иметь коробку выводов с другой стороны. Двойная механическая обработка (вторая после установки статора) обеспечивают высокую точность установки подшипниковых щитов, повышая тем самым общую надежность двигателя. 
Степень защиты IP55, как стандарт позволяет надежно работать в условиях пыли и грязи, благодаря штатным V-образным уплотнениям в подшипниковых щитах с обеих сторон.

Для сравнения приведем выдержку из той же статьи ВЭМЗ: «Чугунолитейное производство в электромашиностроительной отрасли сегодня серьезно отстает от соответствующих предприятий зарубежных промышленно развитых стран. Ведущие фирмы западных стран контролируют и поддерживают инвестициями поставщиков литых заготовок, но и требуют от них выполнять все технические требования (материал, точность размеров, отсутствие дефектов и др.). В России «рынка отливок» еще нет. Фактически пропущен полный цикл технического обновления литейного производства, который произошел в мире, и мы остались на уровне 70—80 годов. Усложнение литых деталей и необходимость частых изменений их конфигурации предъявляет новые требования к производству отливок.

Оно должно быть гибким и способным серийно производить широкую номенклатуру. Повышение сложности, тонкостенности и точности литых деталей вместе с требованиями минимизации трудовых затрат и эффективности защиты окружающей среды от загрязнения производственными отходами определяют основные направления развития технологии. А основной тенденцией в применяемых литейных сплавах для деталей электродвигателей утвердилось расширение использования чугунов с шаровидным (ЧШГ) и вермикулярным графитом взамен серого чугуна. Замена серого чугуна на ЧШГ обусловлена возросшими требованиями к прочностным характеристикам корпусных деталей электродвигателя, требованиями снижения расхода энергоресурсов и материалоемкости».

Подшипники производства мировых лидеров SKF (Швеция) и NSK (Япония). Отечественные электродвигатели тоже могут быть оборудованы такими подшипниками, но только под заказ и за дополнительную плату. Для WEG комплектация двигателей подшипниками уровня SKF является стандартом. А опциями могут быть, например, изолированный подшипник или специальные щетки для устранения влияния «блуждающих» токов. Начиная с габарита 225 двигатели имеют смазочный ниппель.

Типы используемых подшипников приведены в таблице:

Однако недостаточно просто иметь хорошие подшипники. Как установили специалисты французской компании SNR (один из мировых производителей подшипников), подавляющее большинство (70%) случаев выхода из строя подшипников из-за неправильной смазки. Неверно подобранный смазочный материал часто приводит к поломке подшипника и выходу его из строя, что может вызвать аварийную ситуацию, гибель людей, простой оборудования, а значит и материальные потери. Использование из-за их относительной дешевизны многоцелевых смазок также может привести к отрицательным последствиям. Поэтому крайне важным становится подбор такого смазочного материала, который полностью удовлетворял бы условиям работы. На электродвигателях WEG применяется качественная смазка Polyrex-EM фирмы Mobil. Esso и Mobil – торговые марки корпорации ExxonMobil, крупнейшей мировой нефтедобывающей и перерабатывающей компании. ЕМ в обозначении – буквы от слова electric motor (электродвигатель), что говорит о «заточенности» этой смазки под условия работы именно электродвигателей. Долгий срок службы, превосходная высокотемпературная смазывающая способность, исключительная механическая стабильность, низкая шумность, обеспечивающая более тихую работу оборудования, прекрасные антикоррозионные свойства даже в присутствие соленой воды – вот словесный портрет этого смазочного материала.

Смазка AeroShell Grease 7 – усовершенствованная универсальная смазка, с ингибиторами задерживающими процесс окисления и образования коррозии.

Данная смазка применяется для смазки зубчатых колес, механизмов приводов и др. элементов, работающих под высокой нагрузкой, а также для смазки приборов КИПиА и корпуса самолета в температурных пределах от -730С до +1490С.

Соответствует спецификациям: MIL-PRF-23827C Тип II, DCSEA 354/A.

Ротор. Все электродвигатели WEG проходят динамическую балансировку роторов в 2 плоскостях на испытательных стендах с компьютерным управлением. Балансировка проводится на номинальной (или почти) частоте вращения, даже если это ротор весом 16 тонн. Далеко не все производители двигателей выполняют балансировку подобным образом. И хотя WEG гарантирует соответствие своих машин нормальному классу по вибрации (класс N), благодаря своей системе управления качеством продукции многие двигатели WEG соответствуют классу R (пониженная вибрация) или выше. Такие показатели способствуют еще более надежной работе двигателей.

Статор. Обмотки - одна из главных достоинств моторов компании WEG. Согласно статистическим исследованиям EPRI (Electric Power Research Institute), более 37% отказов и поломок генераторов и электродвигателей с воздушным охлаждением связаны с проблемами электрической изоляции статоров этих машин. Основными причинами вызывающими ускоренное старение и нарушение изоляцию являются: перегрев, циклические нагрузки, расслоение изоляции из-за эксплуатации при повышенной температуре, влажность, утечки в результате загрязнения и др. В электродвигателях WEG для междуфазной и пазовой изоляции применяются материалы NOMEX фирмы DuPont , (известные также как NMN), которые для моторов серии W21 на 40 % заменили материал предыдущего поколения. NOMEX выдерживает в три раза большие тепловые перегрузки, чем предшественник. Кроме того, материал отлично впитывает изоляционные лаки при дальнейшей пропитке и практически исключает образование пустот или воздушных пузырей внутри, ведущих к ухудшению изоляции. WEG использует обмоточные провода собственного производства.

По сути WEG это единственный производитель двигателей, имеющий возможность полностью контролировать весь процесс производства проводов, начиная с сырья и вплоть до выходного контроля. Вероятно это же способствовало и основному «прорыву» в системе изоляции WEG: уникальным для стандартных двигателей характеристикам обмоточных проводов.

Являясь также и производителем преобразователей частоты, компания много лет (первые серийные преобразователи частоты в мире появились в конце 60-х) занималась изучением их влияния на работу электродвигателей. Для надежной работы вместо стандартного обмоточного провода компания WEG применяет специальный провод, который используется для производства специальных двигателей, предназначенных именно для работы с преобразователями частоты. Это решение применяется для всех стандартных двигателей. Стандарты IEC 34-17 и DIN VDE 530 указывают, что стандартные электродвигатели при работе с частотным преобразователем должны быть способны выдерживать пиковые напряжения (импульсы) до 1000 В. и скорости нарастания напряжения до 500 В/ μс без заметного сокращения срока службы мотора. На практике указанные значения превышаются. Поэтому WEG применяет провода, изоляция которых выдерживает скорость нарастания напряжения 5,000 В/ μс и 1500 В при частоте 5 кГц. Это провода класса Н, имеющие несколько слоев лака. Неслучайно запатентованная система изоляции WISE позволяет продлить жизнь обмоток двигателя в 2-3 раза. Без каких-либо доработок моторы WEG могут работать с преобразователями частоты.

При использовании преобразователей WEG решается и известная проблема «длинного» кабеля. Электродвигатели могут работать от «родного» преобразователя частоты при длине кабеля ПЧ-мотор до 100 м без каких-либо выходных реакторов (на выходе ПЧ). Реактор может потребоваться только при расстояниях до мотора 100-300 м. Что касается непосредственно преобразователей WEG, то в 2006 году компания получила призы от своего потребителя, одного из мировых лидеров в области компрессоров, фирмы Atlas Copco за качество и высокие характеристики частотных приводов.

Энергоэффективный электродвигатель и надежность

Американский конгресс в октябре 1997 года принял "Акт об энергетической политике" (EPACT), определявший критерии классификации энергоэффективных двигателей. В Евросоюзе было принято аналогичное соглашение. Так называемая спецификация CEMEP устанавливает минимальные требования по КПД для 2-х и 4-х полюсных энергоэффективных электродвигателей мощностью от 1,1 до 90 кВт. В настоящее время введенные CEMEP и EPACT требования действуют в качестве международных стандартов для энергоэффективных электродвигателей, с частотой напряжения питания 50 и 60 Гц. Существующие классы по КПД - это Eff1, Eff2 и Eff3. В промышленно-развитых странах класс Eff3 уже вытеснен, некоторые производители моторов предлагают электродвигатели с показателями КПД превышающими Eff1. Это Premium Eff1. К таким производителям относится и компания WEG. Производство подобных электродвигателей является показателем общего технологического уровня и научных разработок и производственного процесса. Это служит и определенным показателем надежности моторов. Сейчас уже готовится новая международная классификация энергоэффективности электродвигателей и WEG принимает участие в этой работе. Нет сомнений, что электродвигатели WEG займут достойное место и по новым разрабатываемым нормам.

Уделяя достойное внимание собственным исследованиям и разработкам, компания WEG добивается постоянного повышения качества своих электродвигателей, в том числе и на основе запатентованных решений. Так например, на оборудование испытательной лаборатории для мощных машин компания WEG затратила 3.3 млн. долларов. В этой лаборатории, кстати, и был испытан супермотор WEG мощностью 27 000 кВт. ( 42 000 л.с.) на напряжение 11000 В., который заказали для английской аэродинамической испытательной лаборатории в Бедфорде. Данная мощность сопоставима с мощностью 52 гоночных машин Формула-1.

Ненадежный электродвигатель обходится владельцам производства очень дорого. Информации по отечественным производителям в открытой печати крайне мало, но доступны данные по зарубежным фирмам. В исследовании консалтинговой фирмы Eagle Rock Alliance “Online Survey Results 2001 Cost of Downtime” приведены данные опросов различных фирм о финансовых потерях при простоях, вызванных ремонтом электродвигателей. 46 % опрошенных заявили, что для их компании потери составляют до $ 50 000 в час, для 28% потери составят $ 50-250 000, 18% считают, что простой для них обошелся бы в размере $ 1.000 000 и 8% назвали цифру более 1.000 000. 
Потери, естественно, могут быть не только денежные. Очевидно, что надежная работа двигателей определяется и условиями эксплуатации, в том числе качеством питающей сети. Качество электрической энергии – это степень соответствия фактических значений параметров электрической энергии значениям, установленым ГОСТ 13109-97, где, в частности, отклонение напряжения составляет: нормальное ±5 % и предельное ±10 % для сетей до 1000 В. Данный вариант соответствия ГОСТу - далеко не худший. В таких условиях система изоляции двигателя во многом определяет срок его жизни.

Качество электродвигателей WEG по достоинству оценили многие всемирно известные производители. Среди них:

Добыча нефти и газа: «TOTAL» , «ESSO», «CONOCO», «SASOL»
«BR Petrobras», «CALTEX», «PEMEX», «REPSOLYPF»

Химия: «SOLVAY», «ENAP», «NIOC», «CEPSA», «PDVSA», «PT Pertamina»

Производители компрессоров: «Ingersoll Rand» «ALUP Compressors GmbH» «CHAMPION» «Puska» «BOGE SCHULZ Air Compressors» «Atlas Copco» «HITACHI» «CompAIR» «MITSUSEIKI» «Betico»

Производители насосов: «Grundfos», «ITT Industries», «KSB», «Ingersoll-Presser Pumps», «STERLING», «SULZER», «WEIR», «Scot Pumps», «ABS», «Enviro Tech», «WARMAN», «Gusher Pumps», «ALFA LAVAL»

Производители вентиляционного оборудования: «Flakt Woods», «Penn Ventilation», «ELTA Fans», «SODECA», «ZITRON», «Springer»

Инжиниринговые компании: «BECHTEL», «CEGELEC», «SNC-Lavalin», «TECNIMANT», «TECHNIP», «FLUOR», «SAIPEM», «PLACER DOME», «Foster Wheeler», «SHAMPROGETTI», «ALSTON», «BLACK & VEATCH», «KVAERNER»