Электродвигатели АИР 250 S2

Электродвигатели АИР 250 S2: полное техническое описание и эксплуатационные характеристики

Электродвигатель АИР 250 S2 представляет собой асинхронную машину с короткозамкнутым ротором, трехфазного переменного тока, исполнения IM 1081 по ГОСТ 2479 (соответствует IM 1001 по IEC 60034-7). Данная модель относится к габариту 250 по оси вращения, где цифра обозначает высоту оси вращения вала в миллиметрах (250 мм). Литера «S» указывает на установочный размер по длине станины (короткая длина), а цифра «2» – на число полюсов, то есть двигатель является двухполюсным и предназначен для работы на синхронной скорости 3000 об/мин при частоте сети 50 Гц. Двигатели серии АИР 250 S2 изготавливаются в соответствии с межгосударственным стандартом ГОСТ Р 51689-2000 (аналогичен IEC 60034-1) и предназначены для привода стационарных механизмов в условиях умеренного климата (категория размещения У2, У3).

Конструктивные особенности и материалы

Конструкция двигателя АИР 250 S2 является классической для серии АИР. Основные узлы и материалы:

• Станина и корпус: Изготавливается из чугуна марки СЧ15-СЧ25, что обеспечивает высокую механическую прочность, виброустойчивость и эффективный отвод тепла. Имеет ребристую поверхность для увеличения площади охлаждения.
• Сердечник статора: Набирается из изолированных листов электротехнической стали, запрессовывается в станину и фиксируется. Пазы статора содержат трехфазную обмотку из медного провода с теплостойкой изоляцией класса F (до 155°C).
• Ротор: Короткозамкнутый, типа «беличья клетка». Сердечник ротора также набран из листов электротехнической стали. Обмотка ротора – алюминиевая или медная заливка в пазы, образующая стержни, замкнутые накоротко торцевыми кольцами. Вал изготавливается из углеродистой стали.
• Система охлаждения: Исполнение IC 0141 (закрытое с самовентиляцией). На валу двигателя со стороны, противоположной приводу, закреплен центробежный вентилятор, закрытый защитным кожухом. Воздушный поток обдувает ребра станины.
• Подшипниковые щиты и узлы: Чугунные. Подшипники качения – обычно радиальные шариковые (реже роликовые для особо нагруженных вариантов). Типоразмер подшипников зависит от мощности и производителя (например, 6314, 6316). Имеются масленки для пополнения смазки.
• Клеммная коробка: Расположена в верхней части станины. Имеет уплотнения для защиты от пыли и брызг. Стандартное исполнение – поворотная на 180° для удобства подвода кабелей. Степень защиты клеммной коробки – IP54.

Основные технические параметры и таблица мощностей

Номинальные параметры двигателей АИР 250 S2 определены для работы от сети 380 В, 50 Гц, в режиме S1 (продолжительный режим работы). Ключевой характеристикой является высокая синхронная скорость, что определяет область применения для приводов насосов, вентиляторов, компрессоров, где требуется высокая частота вращения.

Мощность, кВт	Синхронная частота вращения, об/мин	КПД, η, %	Коэффициент мощности, cos φ	Пусковой ток, Iп/Iн	Пусковой момент, Мп/Мн	Максимальный момент, Мmax/Мн	Масса, кг (прибл.)
75	3000	92.5	0.89	7.0	1.3	2.5	520
90	3000	93.0	0.89	7.0	1.3	2.5	580
110	3000	93.5	0.90	7.0	1.3	2.5	650
132	3000	94.0	0.90	7.0	1.3	2.5	750
160	3000	94.5	0.90	7.0	1.3	2.5	880

Механические характеристики и установочные размеры

Двигатели габарита 250 имеют строго регламентированные присоединительные размеры по ГОСТ 2479 (IEC 60072-1). Это обеспечивает взаимозаменяемость изделий разных производителей. Основные размеры для исполнения IM 1081 (лапы):

• Высота оси вращения (h): 250 мм.
• Установочные размеры по лапам: Ширина между отверстиями в лапах вдоль двигателя (A) – 457 мм, поперек (B) – от 508 мм (зависит от длины станины S). Диаметр отверстий в лапах (d1) – обычно 30 мм.
• Размеры конца вала: Диаметр (d) – чаще всего 65 мм или 75 мм в зависимости от мощности. Длина цилиндрической части (l) – стандартизирована. Исполнение вала – цилиндрическое с одной или двумя шпоночными канавками.
• Масса: Значительно варьируется в зависимости от мощности и материала активных частей, находится в диапазоне от 500 до 900 кг.

Способы монтажа и климатические исполнения

Основное исполнение по способу монтажа – IM 1081 (на лапах с цилиндрическим валом). Также возможно изготовление в других монтажных исполнениях по заказу: IM 1083 (с фланцем на подшипниковом щите), IM 2081 (с дополнительным фланцем). Климатическое исполнение по ГОСТ 15150: У2 (для работы в закрытых помещениях с искусственным климатом) или У3 (для работы в закрытых неотапливаемых помещениях). Температура окружающей среды от -40°C до +40°C. Степень защиты IP54 (защита от попадания пыли и брызг воды со всех направлений) является стандартной. Возможно исполнение IP55 для более тяжелых условий.

Пусковые характеристики и схемы управления

Высокая синхронная скорость 3000 об/мин и значительная мощность обуславливают высокие пусковые токи (до 7*Iн). Это требует применения соответствующих пусковых устройств для снижения нагрузки на сеть и механического привода.

• Прямой пуск (DOL): Допустим при достаточной мощности питающей сети и если механизм допускает ударные нагрузки. Наиболее простой и дешевый способ.
• Пуск переключением «звезда-треугольник»: Эффективный метод снижения пускового тока примерно в 3 раза. Применим для двигателей, обмотки которых рассчитаны на работу в треугольнике при номинальном напряжении 380В.
• Пуск с помощью устройств плавного пуска (УПП): Оптимальное решение для постепенного нарастания момента и тока, защиты механической передачи и снижения гидравлических ударов в насосных системах.
• Частотное регулирование (ЧРП): Позволяет не только плавно запускать и останавливать двигатель, но и регулировать скорость в широком диапазоне, что приводит к значительной экономии энергии на насосно-вентиляторной нагрузке. Для АИР 250 S2 необходим ЧРП соответствующей мощности с векторным или скалярным управлением.

Области применения и типовые приводы

Двигатели АИР 250 S2 применяются в отраслях, где требуются высокооборотные приводы значительной мощности:

• Насосное оборудование: Центробежные насосы высокого давления, питательные насосы, циркуляционные насосы в системах водоснабжения, ирригации, промышленных циклах.
• Вентиляторное оборудование: Главные вентиляторы, дымососы, дутьевые вентиляторы котельных установок, мощные промышленные вентиляторы систем кондиционирования и аспирации.
• Компрессорное оборудование: Поршневые и центробежные компрессоры в системах пневмотранспорта, холодильных установках, производстве сжатого воздуха.
• Прочие механизмы: Дробилки, измельчители, мельницы, ленточные конвейеры (при соответствующем редукторе), испытательные стенды.

Техническое обслуживание и диагностика

Плановое техническое обслуживание (ТО) критически важно для обеспечения длительного ресурса работы двигателя. Основные процедуры включают:

• Контроль вибрации: Регулярные замеры виброскорости на подшипниковых узлах в трех направлениях. Для двигателей данного габарита допустимый уровень вибрации по ГОСТ не должен превышать 2.8 мм/с.
• Контроль температуры: Мониторинг температуры подшипников (термометрами или термопарами) и статорной обмотки (встроенными датчиками Pt100). Превышение температуры указывает на износ подшипников, ухудшение смазки или проблемы с охлаждением.
• Смазка подшипников: Замена смазки через установленные производителем интервалы (обычно каждые 4000-10000 часов работы). Использование рекомендованной консистентной смазки (например, Лита-24, EFELE UNI-M). Важно не допускать пересмазки.
• Диагностика изоляции: Измерение сопротивления изоляции обмоток мегомметром (не менее 1 МОм при 25°C для напряжений до 1000 В). Проведение испытаний повышенным напряжением.
• Очистка и внешний осмотр: Удаление пыли и грязи с ребер станины и вентиляционных каналов, проверка состояния клеммных соединений.

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. Чем отличается исполнение S2 от других длин станин (M, L)?

Буква S (Short) обозначает самую короткую длину станины в рамках габарита 250. Исполнения M (Medium) и L (Long) имеют большую длину активной стали, что, при прочих равных, может влиять на массу, момент инерции и некоторые тепловые характеристики. Однако основные установочные размеры по лапам (A, B) и высота оси вращения (h) остаются неизменными. Выбор длины зависит от требований производителя агрегата и наличия места для монтажа.

2. Каков реальный КПД двигателя АИР 250 S2 и соответствует ли он классам IE?

Современные двигатели АИР 250 S2, выпускаемые по актуальным стандартам, как правило, соответствуют классу энергоэффективности IE2 (Высокий КПД) по IEC 60034-30-1. Отдельные модели, особенно с медной обмоткой ротора, могут достигать класса IE3 (Премиум КПД). Указанные в таблице значения КПД (92.5-94.5%) характерны для класса IE2/IE3. Точный класс указывается в паспорте на конкретное изделие.

3. Можно ли использовать двигатель АИР 250 S2 с частотным преобразователем?

Да, все двигатели серии АИР пригодны для работы от частотного преобразователя. Однако для длительной и надежной работы на низких скоростях (ниже 20-30% от номинальной) может потребоваться независимое охлаждение (вентилятор на отдельном приводе), так как штатный вентилятор на валу двигателя будет неэффективен. Также при длинных кабелях между ЧРП и двигателем рекомендуется использование выходных дросселей или синус-фильтров для защиты изоляции обмотки от перенапряжений.

4. Как определить необходимую мощность двигателя для замены вышедшего из строя?

Помимо паспортной мощности (кВт) и скорости (об/мин), необходимо строго соблюдать установочные и присоединительные размеры (габарит, длина станины, диаметр и длина конца вала, размеры лап). Также критически важно согласовать моментные характеристики (пусковой и максимальный момент) с нагрузкой механизма. Рекомендуется использовать двигатель того же габарита и длины станины (250 S2), а при выборе мощности – ориентироваться на данные таблички заменяемого двигателя или проводить расчет нагрузки.

5. Каков типичный ресурс двигателя АИР 250 S2 до капитального ремонта?

При соблюдении условий эксплуатации, номинальной нагрузки и графика ТО, срок службы до первого капитального ремонта (перемотки) составляет 40 000 – 60 000 часов. Наиболее уязвимым элементом являются подшипники качения, срок службы которых при правильной смазке составляет 20 000 – 40 000 часов. Реальный ресурс сильно зависит от цикличности работы, уровня вибрации и качества питающего напряжения.

Заключение

Электродвигатель АИР 250 S2 является типовым и широко распространенным решением для высокооборотных приводов мощностью от 75 до 160 кВт. Его конструкция, стандартизированные габариты и надежность обеспечили ему стабильное применение в ключевых отраслях промышленности и энергетики. Правильный выбор, монтаж, пуск и системное техническое обслуживание являются залогом многолетней безотказной работы агрегата. При проектировании новых систем все чаще рассматриваются варианты с двигателями классов IE3 и IE4 в сочетании с частотными преобразователями, что позволяет достичь максимальной энергоэффективности.