Электродвигатели АИМУ 160 кВт

Электродвигатели АИМУ 160 кВт: технические характеристики, конструкция и область применения

Электродвигатели серии АИМУ мощностью 160 кВт представляют собой асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором (АДКЗ), модернизированные и унифицированные, предназначенные для привода механизмов в условиях повышенной влажности и запыленности. Данные двигатели являются дальнейшим развитием массовой серии АИР, отличаясь улучшенными изоляционными и конструктивными решениями, что позволяет им соответствовать более высоким требованиям по надежности и стойкости к внешним воздействиям. Мощность 160 кВт является одной из ключевых в диапазоне средних мощностей и широко востребована в промышленном секторе.

Расшифровка обозначения и серия

Маркировка АИМУ 160 кВт расшифровывается следующим образом:

А — Асинхронный.
И — Исполнение по единой (унифицированной) серии.
М — Модернизированный.
У — Универсальное климатическое исполнение (для умеренного климата).
160 кВт — Номинальная выходная мощность на валу.

Полное обозначение двигателя включает также габарит (высоту оси вращения), число полюсов, степень защиты и способ монтажа. Например, АИМУ 280 M4 У3 расшифровывается как асинхронный модернизированный унифицированный двигатель с высотой оси вращения 280 мм, 4-полюсный (≈1500 об/мин), климатического исполнения У3 (для умеренного климата с категорией размещения 3 — в закрытых помещениях без искусственного регулирования климатических условий).

Основные технические характеристики

Двигатели АИМУ 160 кВт выпускаются в различных вариантах исполнения по числу полюсов, что определяет их синхронную частоту вращения. Основные параметры сведены в таблицу.

Таблица 1. Сводные технические параметры АИМУ 160 кВт

Параметр	2 полюса (3000 об/мин)	4 полюса (1500 об/мин)	6 полюсов (1000 об/мин)	8 полюсов (750 об/мин)
Синхронная частота вращения, об/мин	3000	1500	1000	750
Номинальная частота вращения (примерная), об/мин	≈2950	≈1475	≈980	≈735
Номинальный ток при 380В, А (при КПД и cosφ ном.)	≈285-295	≈295-305	≈310-320	≈330-345
КПД, η, %	94.0 – 95.0	95.0 – 95.5	94.5 – 95.0	93.5 – 94.5
Коэффициент мощности, cos φ	0.90 – 0.91	0.89 – 0.90	0.86 – 0.87	0.81 – 0.82
Пусковой ток, Iп/Iн (кратность)	7.0 – 7.5	7.0 – 7.5	6.5 – 7.0	6.0 – 6.5
Пусковой момент, Мп/Мн (кратность)	1.3 – 1.4	1.3 – 1.4	1.2 – 1.3	1.1 – 1.2
Максимальный момент, Мmax/Мн (кратность)	2.4 – 2.6	2.4 – 2.6	2.2 – 2.4	2.0 – 2.2
Масса, кг (ориентировочно)	1100 – 1200	1200 – 1300	1400 – 1500	1600 – 1700

Конструктивные особенности

Конструкция двигателя АИМУ 160 кВт является классической для асинхронных машин средней мощности, но с рядом особенностей, обеспечивающих повышенную надежность.

Статор: Сердечник статора набирается из изолированных листов электротехнической стали, запрессовывается в литую станину. Обмотка статора выполняется из медного провода с теплостойкой изоляцией класса F или H, что позволяет работать при температуре изоляции до 155°C (класс F) с запасом по нагреву. Обмотка пропитывается термореактивными компаундами в вакуумно-нагнетательной установке, что повышает ее стойкость к вибрациям, влаге и агрессивным средам.
Ротор: Короткозамкнутый ротор типа «беличья клетка». Сердечник ротора также шихтованный, алюминиевая обмотка заливается под давлением. Для улучшения пусковых характеристик часто используется клетка специальной формы (глубокопазный или двухклеточный ротор, особенно для полюсных исполнений). Вал ротора выполнен из высокопрочной стали, рассчитан на значительные механические нагрузки.
Подшипниковые узлы: Применяются роликовые сферические двухрядные подшипники качения (серии 3000 по ГОСТ) на приводном конце и шариковый или роликовый подшипник на противоположном конце. Узел снабжен лабиринтными уплотнениями и маслосъемными кольцами для эффективной защиты от попадания загрязнений и утечки смазки. На двигателях данной мощности, как правило, предусмотрена возможность подключения системы принудительной смазки.
Корпус и охлаждение: Корпус литой, из чугуна, ребристый для увеличения площади теплоотдачи. Исполнение по способу охлаждения — IC 0141 (закрытое с самовентиляцией, с наружным обдувом корпуса). Вентилятор закрыт защитным кожухом.
Клеммная коробка: Располагается, как правило, в верхней части корпуса. Имеет увеличенные размеры для удобства подключения кабелей большого сечения. Выполнена с уплотнениями, обеспечивающими степень защиты IP54 (защита от попадания пыли и брызг воды со всех направлений). Возможны исполнения с коробкой, развернутой на 90° или 180°.

Степени защиты, охлаждения и климатические исполнения

Стандартное исполнение двигателей АИМУ — IP54 по ГОСТ 17494-87 (IEC 60034-5). Это означает:

5 — Защита от пыли (проникновение пыли не полностью исключено, но она не должна проникать в количестве, достаточном для нарушения работы оборудования).
4 — Защита от брызг воды, падающих в любом направлении.

По заказу возможно изготовление двигателей со степенью защиты IP55 (защита от струй воды) или выше. Способ охлаждения — IC 0141 (закрытое исполнение с самовентиляцией). Климатическое исполнение чаще всего У1, У2, У3 (для умеренного климата) или ХЛ1, ХЛ2 (для холодного климата) по ГОСТ 15150-69. Категория размещения — 1, 2, 3 (на открытом воздухе, под навесом, в закрытых помещениях).

Способы монтажа и установки

Двигатели АИМУ 160 кВт выпускаются в нескольких основных монтажных исполнениях по ГОСТ 2479-79 (IEC 60034-7):

IM 1081 — На лапах с двумя подшипниковыми щитами, с одним цилиндрическим концом вала (наиболее распространенное).
IM 2081 — На лапах с двумя подшипниковыми щитами, с фланцем на подшипниковом щите.
IM 3081 — С фланцем на станине, без лап.
IM 1081/IM 3081 (комбинированное) — С лапами и фланцем.

При установке необходимо обеспечить надежный фундамент, выверку соосности с приводным механизмом (допустимое радиальное биение по полумуфте обычно не более 0.05 мм) и качественную вентиляцию вокруг корпуса для эффективного отвода тепла.

Схемы подключения и пуск

Обмотка статора двигателя на напряжение 380В рассчитана на соединение «треугольник» (Δ) для работы в номинальном режиме. Пуск таких двигателей мощностью 160 кВт, как правило, требует применения специальных методов для ограничения пусковых токов:

Прямой пуск: Допустим только при достаточной мощности питающей сети (мощность трансформатора должна в 3-4 раза превышать мощность двигателя). Характеризуется максимальным пусковым током (до 2000А), что вызывает просадку напряжения в сети.
Пуск переключением «звезда-треугольник» (Y-Δ): Применим только для двигателей, рассчитанных на работу в Δ при 380В. В начальный момент обмотки соединяются «звездой», что снижает фазное напряжение и пусковой ток в 3 раза. После разгона происходит переключение на «треугольник». Пусковой момент также снижается в 3 раза, что подходит только для механизмов с вентиляторным моментом сопротивления (насосы, вентиляторы).
Пуск с помощью устройств плавного пуска (УПП): Наиболее предпочтительный современный метод. УПП, регулируя напряжение на статоре, позволяет плавно наращивать момент и ограничивать пусковой ток до 2.5-4 Iн, что минимизирует механические и электрические перегрузки.
Частотный пуск и регулирование: Подключение через преобразователь частоты (ПЧ) обеспечивает наиболее гибкое управление: плавный пуск, широкое регулирование скорости, высокий КПД. Для двигателей АИМУ, не имеющих специального исполнения для ПЧ, при использовании с длинными кабелями или на низких скоростях может потребоваться установка выходных дросселей или синфазных фильтров для защиты изоляции обмотки от перенапряжений.

Области применения

Двигатели АИМУ 160 кВт находят применение в качестве привода для широкого спектра промышленного оборудования:

Насосное оборудование: Питательные, циркуляционные, сетевые, дренажные насосы на ТЭЦ, ГРЭС, в коммунальном хозяйстве и водоподготовке.
Вентиляторное оборудование: Дымососы, дутьевые вентиляторы котельных, главные вентиляторы шахт, системы приточной и вытяжной вентиляции большой производительности.
Компрессорное оборудование: Поршневые и винтовые воздушные компрессоры стационарных установок.
Конвейерные линии и транспортеры: Привод ленточных конвейеров большой длины и мощности в горнодобывающей, металлургической промышленности.
Дробильное и мельничное оборудование: Дробилки щековые, конусные, шаровые мельницы (часто требуют специальных пусковых устройств из-за высокого момента инерции).
Прочие механизмы: Смесители, экструдеры, подъемные механизмы (лебедки), опреснительные установки.

Техническое обслуживание и диагностика

Плановое техническое обслуживание (ТО) двигателя АИМУ 160 кВт включает:

Ежесменный контроль: Визуальный осмотр, проверка температуры корпуса и подшипниковых узлов на ощупь или пирометром, контроль уровня вибрации, прослушивание работы на предмет посторонних шумов.
Периодическое ТО (раз в 1-6 месяцев): Контроль и подтяжка крепежных соединений, проверка состояния клеммной коробки и кабельных соединений, очистка наружных поверхностей от пыли и грязи, препятствующей охлаждению.
ТО подшипниковых узлов: Периодическая замена смазки (интервал зависит от типа подшипника, скорости и условий работы). Используется термостойкая консистентная смазка (например, Лиол-24, ЦИАТИМ-221). Необходимо избегать пересмазки. Контроль состояния подшипников по уровню вибрации и температуре.
Диагностика: Регулярные измерения сопротивления изоляции обмоток мегомметром (напряжение 2500В, минимальное допустимое сопротивление не менее Rиз = Uном / (1000 + Pном/100) ≈ 0.38 МОм, но на практике для исправного двигателя оно составляет десятки и сотни МОм). Измерение межвитковой изоляции и проверка схемы соединений. Вибродиагностика для выявления дисбаланса ротора, ослабления креплений, дефектов подшипников.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем двигатель АИМУ отличается от АИР?

АИМУ является модернизированной версией АИР. Основные отличия: улучшенная пропитка обмоток (вакуумно-нагнетательная), использование изоляции более высокого класса нагревостойкости (F/H вместо B/F), более надежные уплотнения подшипниковых узлов, усиленная конструкция. Это делает АИМУ более надежным в условиях повышенной влажности, запыленности и при циклических нагрузках.

Какой пусковой аппаратуры требует двигатель 160 кВт?

Для прямого пуска необходим автоматический выключатель или силовой предохранитель с плавкими вставками и контактор, рассчитанные на номинальный ток двигателя (≈300-350А) и отключающую способность по току короткого замыкания. Для снижения пусковых токов обязательно применение устройств плавного пуска (УПП) или частотных преобразователей. Пуск по схеме «звезда-треугольник» требует трех контакторов и реле времени, но подходит не для всех нагрузок из-за сниженного пускового момента.

Как определить необходимую степень защиты IP?

Стандартное исполнение IP54 подходит для большинства промышленных цехов. Для установок на улице под навесом также достаточно IP54. Для открытой установки под дождем или в условиях сильного пылеобразования (дробильные цеха, цементные заводы) рекомендуется IP55 или IP56. Для полностью погруженных в воду применять нельзя — это не герметичное исполнение.

Можно ли использовать АИМУ с частотным преобразователем?

Да, можно. Однако стандартные двигатели АИМУ не имеют специальной усиленной изоляции обмоток для работы с длинными кабелями от ПЧ. Рекомендуется: устанавливать выходной синус-фильтр или дроссель ПЧ, ограничивать длину кабеля между ПЧ и двигателем (желательно не более 50м), использовать экранированный кабель. При длительной работе на низких скоростях (менее 20-30% от номинала) необходимо обеспечить независимое охлаждение двигателя, так как собственная вентиляция становится неэффективной.

Как часто нужно менять смазку в подшипниках?

Интервал замены смазки зависит от типа подшипника, скорости вращения, условий эксплуатации и типа смазки. Для двигателей 1500 об/мин в нормальных условиях типичный интервал составляет 4000-5000 часов работы. В условиях высокой температуры или запыленности интервал сокращается. Точные рекомендации указаны в паспорте на конкретный двигатель. Критически важно не допускать пересмазки, которая приводит к перегреву подшипника.

Каковы основные причины выхода из строя таких двигателей?

Пробой изоляции: Из-за старения, перегрева, увлажнения, воздействия агрессивных сред или перенапряжений (особенно при работе от ПЧ).
Износ подшипников: Из-за неправильной смазки (недостаток, избыток, несовместимость смазок), перекоса, вибраций, попадания абразивных частиц.
Межвитковое замыкание: Локальный дефект изоляции, часто вызванный механическими повреждениями при ремонте или перенапряжениями.
Несбалансированность ротора: Приводит к повышенной вибрации и ускоренному износу подшипников.
Работа в недогруженном или перегруженном режиме: Недогрузка может вызывать перегрев из-за ухудшения условий охлаждения и снижения КПД, перегрузка — термическое разрушение изоляции.

Как правильно выбрать двигатель-аналог для замены?

При замене необходимо учитывать следующие ключевые параметры: номинальная мощность (кВт), синхронная частота вращения (об/мин), напряжение питания (В), монтажное исполнение (IM), габарит по оси вращения (высота лап), степень защиты (IP), климатическое исполнение. Желательно также согласовать значения пускового и максимального момента, если привод работает в тяжелых пусковых условиях. Современными аналогами АИМУ могут выступать двигатели серий АИР, Siemens 1LE1, WEG W22, ABB M3BP и другие, соответствующие по указанным параметрам и стандарту IEC.

Электродвигатели АИМУ 160 кВт