SIMOTICS TN Series N-compact：1LA8、1PQ8、1LL8 系列

SIMOTICS TN 系列 N 型小型三相电机的输出功率可达 1250 kW（50 Hz）。此电机系列提供了大量技术功能，坚固耐用，使用寿命长，可确保*的可用性。例如，这些电机标配有采用 PTC 热敏电阻的电机保护功能，通过 6 个嵌入式温度传感器执行报警和脱扣。

SIMOTICS TN 系列 N 型小型电机的特点是机座小、输出功率大。这是一种极为紧凑的设计，可在大量工业应用中节省空间。

SIMOTICS TN 系列 N 型小型电机不仅实现了结构优化，而且，还实现了效率优化，因此，它们的能耗水平更低。

除电网供电运行外，SIMOTICS TN Series N-compact 电机经过专门设计，也可由变频器供电运行，例如，在非驱动端 (NDE) 采用适合变频器供电运行的绝缘轴承标配部件，以防止轴承电流造成损坏。与 SINAMICS 和 SIMOVERT MASTERDRIVES 系列变频器结合使用时，它们构成了一个用于变速驱动应用的相互作用的驱动系统。

SIMOTICS TN 系列 N 型小型电机的产品型号

1LA8 系列

这些电机为异步鼠笼式电机，结构紧凑，具有散热片冷却设计。 这些产品经过了特殊设计，可以直接连接三相电源，也可以使用换流器供电方式。

1PQ8 系列

这些电机属于鼠笼式异步电动机，体积小，采用了带强制通风功能的散热筋式冷却设计。由于这些电机为强制风冷型电机，因此对于在恒负载转矩下以及宽转速范围内的运行无需降额运行或仅需较小的降额（取决于转速范围）。 这些电机设计可以通过 SINAMICS 和 SIMOVERT MASTERDRIVES 驱动系统以换流器供电方式进行运行。

1LL8 系列

1LL8 系列电机为异步鼠笼式电机，结构紧凑，具有开放式散热片冷却设计，为自冷式电机。它们在结构上与 1LA8 电机相似。 通过断开内部冷却回路，使外部冷却空气可以进入，从而，实现了高达 IP 23 的防护等级。 这一设计使其性能比 1LA8 提高了 25%。它们可直接与三相电源相连，也可实现变频器供电运行。

1LL8 系列电机用于室内安装。不得将它们安装在潮气大、盐分高或腐蚀性强的环境中。

绝缘要求大于 500V 和变频器上没有输出滤波器的产品，仅按需提供。

标准线

高达 500 kW 的 4 极 1LA8 电机与 Standardline 系列相比，选件范围减少。

客户得到的好处：

• 交货时间缩短
• 可用各种选件进行配置，保留了高灵活性。

应用

标准系列低压电机，针对泵、风机和压缩机驱动等应用进行了优化设计。 这些低压电机专门针对成套的、彼此协调工作的驱动系统中的应用而设计。它们由电机和 SINAMICS G150 变频器组成。

标准系列电机可采用订货号 B20 订购。

标准系列电机的产品范围

• 4 极型
• 功率范围：250 至 500kW
• 型号 1LA8315、1LA8317、1LA8353、1LA8355 和 1LA8357
• 结构类型代码 0（IM B3）
• 电源供电运行： 电压代码 6 (400 VΔ/690 VY) 或 5 (500 VΔ)
• 变频器供电运行： 电压代码 4 (400 VΔ)、8 (400 VΔ/690 VY) 或 5 (500 VΔ)
• 可以按照换流器供电方式进行订购，但不适用 690 V 型
• 可能的订货代码： A23、A61、A72、G50、H70、H73、K09、K10、K45、K46、K57、K83、K84、 K85、L00、L97、 M58（仅机座规格 315）、M88 和 Y53

N-compact 系列 1LA/1LL/1PQ 非标准电机 – 标准防护等级 IP55（例外：1LLA 电机为 IP23）；可以是 IP56 或 IP65

西门子公司的非标准电机为用户提供了众多优势：

• 效率得到优化，运行成本降低。
• 输出/尺寸比较高，确保空间要求低，重量轻。
• 铸铁外壳和承重板刚性高且非常坚固，因此可承受很高应力，具有优异的减振性能，并且耐腐蚀。
• 轴承的可靠性非常高，因而具有良好的振动特性和较长使用寿命，维护成本较低。
• 采用 VPI 或电流-紫外光浸渍技术的 DURIGNIT IR 2000 绝缘系统具有高可靠性、长使用寿命和很高的抗应力性能，例如，在起动或超负荷条件下。
• 由于发出的噪音很低，因此无需采取附加措施，即可满足工人保护方面的严格要求。

由于可使用众多选件，SIMOTICS N-compact 系列电机可在不同工业领域内的广泛应用中使用：化工、造纸、水/废水处理、钢铁工业和造船工业，等等。可用的结构型式为符合 DIN EN 60034-7 的 IM B3、IM B35 和 IM V1。标准防护等级为 IP55，但 1LL8 系列电机的防护等级为 IP23。

1PQ8 电机专门针对恒转矩变速应用而设计。上面安装有单独驱动风扇，可在任意转速下提供恒定的高冷却空气流量。因此，这些电机可同时在低转速和高转矩下连续运行。

SIMOTICS N-compact 低压电机还具有一种防护等级为 IP23 的贯通通风冷却型。这一 1LL8 电机系列的输出功率在机座号相同的情况下比封闭式 1LA8 电机系列的输出功率高 25%。
该 1LL8 电机在并不一定非要使用封闭式 1LA8 电机并且环境条件允许使用贯通式通风电机（IC 01 冷却方式，IP23 防护等级）时非常有用。1LL8 系列电机仅用于室内安装。
不得将它们安装在潮气大、盐分高或腐蚀性强的环境中。

在下列截面图中显示非标准电机的基本结构。

1LA8 的剖面图

1PQ8 的剖面图

1LL8 的剖面图

在常规散热片冷却电机中，单侧外部通风自然会导致温度分布不均匀；但对于具有附加内部空气流动通道的 SIMOTICS N-compact 电机来说就不会发生这种情况。这种冷却方式尤其可对定子绕组端部、转子绕组以及驱动端轴承进行冷却。热加载的减少可增加运行可靠性，延长使用寿命。
内部气流通道提高通风效率，这可减少外部气流。由于所有通道的体积流量较低，空气流动得到优化，因此风扇的噪音也较低。

铭牌

按照 DIN EN 60034-1 标准，在标牌上了机座号为 90 或更高的电机的近似总重量（约 30 kg）。
对于所有电机，可提供现货附加标牌，订单代码 K31。也没有标识代码的额外铭牌，订单代码 Y82。在标准型号中，铭牌文字为英语和德语。

1LA8 电源供电操作 (IE2) 的铭牌示例

1LA8 电源供电操作 (IE3) 的铭牌示例

1LA8 变频器供电操作的铭牌示例

符合国际标准 IEC 60034-30:2008（旋转电机 – 第 30 部分：单一转速三相鼠笼式感应电机的效率等级（IE 代码））的所有电机在铭牌上显示效率等级和效率。按照上述标准，该效率基于按照 IEC 60034-2-1:2007 标准部分确定的损耗。

适用于区域 22（订单代码 M35 和 M39）以及区域 2（订单代码 M72 和 M73）的防爆型电机在额外铭牌上显示对应的标识。

适用于区域 22 的额外铭牌的示例（电源供电操作和变频器供电操作）

适用于区域 2 的额外铭牌的示例（电源供电操作和变频器供电操作）

变频器供电运行

电机配备标准转子，适用于电源供电或变频器供电运行。因此，原则上，所有电机可以与变频器一起运行。在使用某些电机的情况下，特别是使用非西门子变频器时，必须采取特殊措施。
所有数据均可应用于 50 Hz 正弦电源。

额定电压

额定电压的误差在所有情况下都符合 DIN EN 60034-1，没有规定额定电压范围。

电机保护

可以使用在变频器软件中执行的 I2t 检测电路实施电机保护功能。

如果需要的话，通过在电机绕组中使用 KTY84 传感器、PT100 电阻温度计或 PTC 热敏电阻执行的直接温度测量可实现更精确的电机保护。某些西门子变频器根据温度传感器的电阻确定电机温度。从而可设定所需报警和脱扣温度。
如果订购 PT100 电阻温度计（订单代码 A61）或 KTY84 温度传感器（订单代码 A23）用于冷却温度监控，则无需标准热敏电阻。可以组合 A12 和 A61 或 A12 和 A23，根据要求收取额外费用。
例如，在变频器中，按照上述说明执行 KTY 或 PT100 传感器评估。对于用于电源供电操作的电机，必须单独订购作为保护设备一部份的 3RS10 温度监视设备，欲了解更多详细信息，请参见产品目录 IC 10。

绝缘

电机的标准绝缘设计可以实现不受小于等于 500 V 的电压限制的变频器供电操作。这也适用于使用脉冲控制交流变频器（电机端子处的电压上升时间 ts 大于 0.1 靤）的操作。
带有电压代码 4、5 和 8 的所有电机必须在具备这些前提条件的变频器上运行。

这不适用于电压 >500 至 690 V 的电机，在不带变频器电路（du/dt 滤波器或正弦波滤波器，即，订货号的第 10 位 =“M”时）的脉冲控制交流变频器（SINAMICS、SIMOVERT MASTERDRIVES）上操作时，此类电机必须具有特殊绝缘。

对于采用产品目录中的输出的变频器供电操作，按照温度等级 155 (F) 使用电机，即，在这种情况下，服务系数不能大于 1，也不可增加冷却液温度（不能订购订单代码 C11、C12 和 C13）。

正在连接电机

在连接电机时，务必要考虑交流电源供电电机以及允许用于变频器的导体截面积方面的限制。

通风/噪音的产生

转速高于自行通风式电机的额定转速时，风扇噪声增加（这种情况不适用于 1PQ8 系列强制通风式电机）。为了增加低转速时的电机利用率，建议使用强制通风式 1PQ8 系列电机。

通常，对于变频器供电操作，噪声级高于产品目录中的噪声级（1PQ8 系列除外）。噪声增加取决于变频器类型，根据电机的机座号和极数，噪声增加范围位于 5 和 10 dB(A) 之间。

机械应力和润滑脂寿命

当电机的运转转速高于额定转速时，运转的平稳性会受到影响，轴承要承受较高机械应力。这会缩短润滑脂和轴承的使用寿命。我们会根据用户要求提供详细信息。

轴承

为了防止发生因轴承电流所导致的损坏，在用于变频器供电操作的 1LA8、1LL8 和 1PQ8 系列电机的非驱动端 (NDE) 使用绝缘轴承（这可以通过订货号的第 9 位 =“P”来识别）。

在通过一个变频器来运行多相感应电机时，根据所使用的原理，会通过轴承润滑膜由容性诱导电压产生一个电气负荷压力。其物理原因是变频器输出处存在共模电压，该电压在采用变频器控制的运行中是固有的：与直接的电源供电操作相比，三相电压的总和始终不等于零。高频率脉冲整形共模电压产生剩余电流，剩余电流会通过机器的内部电容、机器外壳和接地电路返回变流器的直流回路。电机的内部电容包括主绝缘绕组电容、转子和定子之间的几何电容、润滑膜电容以及任何可能存在的轴承绝缘层电容。内部电容产生的电流电平与梯度成正比，即，直流电压的电压变化 (i(t) = C ⋅ du/dt)。

为了尽可能地以正弦波的形式将电流供应给电机（平稳运转、振荡转矩、杂散损耗），变频器的输出电压需要一个高时钟频率。变频器输出电压（因而共模电压）的相关（较陡的）切换边沿可在电机的内容电容上引起相应很高的容性电流和电压。

在最坏的情况下，加在轴承两端的容性电压可能导致通过轴承的润滑膜发生的随机电弧放电，使轴承提前老化或损坏。（由润滑膜中的电弧放电而产生的电流脉冲在技术文献中被称作 EDM（静电放电加工）电流）

这种在孤立情况下发生的物理作用大多在较大型电机上才会被发现。

驱动系统的电磁兼容性安装是防止因轴承电流而产生的提前轴承损坏的基本先决条件。

降低轴承电流的最重要措施：

• 非驱动端 NDE 的绝缘电机轴承（变频器供电操作时，是 1LA8、1LL8 和 1PQ8 系列电机的标准配置）
• 使用具有对称电缆截面的电缆：

• 优先采用带有绝缘中性点的电源（IT 电网）
• 在大频率范围中使用低阻抗的接地电缆（直流电流频率高达约 70 MHz）：例如，电镀铜质带状电缆，高频编织线
• 在电机外壳和被驱动机器之间采用单独的高频等电位连接电缆
• 在电机外壳和变频器 PE 母线之间采用单独的高频等电位连接电缆
• 在电机外壳上的电缆屏蔽和变频器高频母线上实现 360° 高频接触。例如，这可以通过在电机端使用 EMC 螺钉式封头并在变频器端使用 EMC 屏蔽夹来实现。
• 在变频器上使用电机电抗器
• 在变频器输出处使用共模滤波器

热转矩限制

如果使用自行通风式电机，如 1LA8 和 1LL8 系列电机，低于额定转速连续运行时，减少允许的热负载转矩。在一些应用中必须将此考虑在内，尤其是在不会承受决定于转速平方的负载转矩的应用中。对于 1PQ8 系列强制风冷电机，负载转速在高转速范围内略微降低。

当电机在额定转速以上的转速下运转时（磁场削弱范围内的运行），负载转矩也降低。

只有在经过以下咨询后才能实现转速低于额定转速十分之一的工作点。在查询中，负载转矩、负载的持续时间，如果有必要的话，还要发生负载的频率（每个时间间隔的数量）。

1LA8 的热转矩限制特性

1PQ8 的热转矩限制特性

1LL8 的热转矩限制特性

转矩和电源供电操作启动时间的确定相关技术说明

转矩特性

在转速范围 n = 0 至 n = ns 内，三相电机在其轴处产生的转矩发生大幅度的变化。在下图中显示与带有鼠笼式转子 (CL) 的三相电机的转速成函数关系的转矩特性曲线。

锁定转子转矩和转矩的值以及某种电机的锁定转子电流值可以在选型和订货数据中找到。

机械过载能力的极限为转矩。按照 IEC/EN 60034-1 标准，异步电机必须具有高达持续时间 15 秒内额定转矩 1.6 倍的额定电压和额定频率的过载能力。

在额定电压下，除非另有，否则，异步电机的最小转矩必须至少具有以下内容中的额定转矩值。

对于不带换极功能的三相电机（额定输出大于或等于 100 kW），应用以下规定：

• 0.3 倍于它们的额定转矩和至少 0.5 倍于锁定转子转矩

按照 IEC/EN 60034-1 标准，允许以下公差：

• 对于锁定转子转矩，从 -15 至 25 % 的规定锁定转子转矩
• 对于锁定转子电流，高达 20 % 的规定锁定转子电流（没有下限）
• 对于转矩，高达 -10 % 的规定转矩
• 对于最小转矩，-15 % 的保证值。

考虑到这些公差，锁定转子转矩必须显着高于从动机的转矩；并且电机转矩必须在斜坡上升过程中持续超过负载转矩，直到达到运行转速为止。

在使用鼠笼式电机的