Электродвигатели АИР 160 М4

Электродвигатели АИР 160 М4: технические характеристики, конструкция и сфера применения

Электродвигатель АИР 160 М4 представляет собой асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором, трехфазный, общепромышленного исполнения. Модель входит в единую серию АИР, соответствующую стандартам ГОСТ Р 51689-2000 и международным нормам IEC 60034. Индекс «160» обозначает высоту оси вращения вала (160 мм), а «М4» указывает на установочный размер по длине станины (средняя длина) и количество полюсов (4 полюса, что соответствует синхронной частоте вращения 1500 об/мин). Данный типоразмер широко востребован в промышленности благодаря оптимальному соотношению мощности, габаритов и надежности.

Расшифровка обозначения и основные параметры

Полное обозначение двигателя, например, АИР 160 М4 У3, содержит следующую информацию:

АИР – серия асинхронных двигателей (А – асинхронный, И – унифицированное исполнение, Р – страна-разработчик «Россия»).
160 – высота оси вращения вала над плоскостью установки в миллиметрах (габарит).
М – условная длина станины (S – короткая, M – средняя, L – длинная).
4 – количество полюсов (2 – ~3000 об/мин, 4 – ~1500 об/мин, 6 – ~1000 об/мин и т.д.).
У3 – климатическое исполнение (У – для умеренного климата) и категория размещения (3 – для эксплуатации в закрытых помещениях без регулирования тепла и влажности).

Конструктивные особенности

Двигатель АИР 160 М4 имеет классическую конструкцию, состоящую из двух основных узлов: неподвижного статора и вращающегося ротора.

Статор: Собран из листов электротехнической стали, изолированных друг от друга для снижения потерь на вихревые токи. В пазах статора уложена трехфазная обмотка из медного провода с классом нагревостойкости, как правило, F (155°C), что обеспечивает запас термостойкости.
Ротор: Короткозамкнутый, типа «беличья клетка». Изготовлен из алюминиевого сплава с залитыми в пазы сердечника стержнями и замыкающими кольцами. Конструкция не имеет скользящих контактов, что определяет высокую надежность и минимальные требования к обслуживанию.
Корпус и охлаждение: Чугунный корпус (исполнение IM 1081 по IEC) с ребрами для увеличения площади теплоотдачи. Охлаждение осуществляется внешним вентилятором, закрытым защитным кожухом (исполнение IC 0141).
Подшипниковые узлы: Используются шарикоподшипники качения. Для вала 160 габарита, как правило, применяются подшипники: со стороны привода – №311, со стороны противоприводной – №311. Смазка – консистентная, закладывается на весь срок службы, но подлежит периодическому контролю и пополнению в тяжелых условиях эксплуатации.
Клеммная коробка: Расположена в верхней части корпуса. Имеет возможность разворота на 180° для удобства подвода кабелей. Соединение обмоток – «звезда» или «треугольник», в зависимости от напряжения питающей сети.

Основные технические характеристики

Ключевые параметры двигателя АИР 160 М4 для номинального режима работы S1 (продолжительный) при частоте сети 50 Гц.

Параметр	Значение	Единица измерения	Примечание
Номинальная мощность (P₂)	18.5	кВт	Мощность на валу
Синхронная частота вращения	1500	об/мин	При 50 Гц
Номинальная частота вращения (скольжение)	~1465-1475	об/мин	Зависит от конкретного исполнения
Номинальный ток при 380В (Δ/Y)	35.5 / 61.3	А	Для КПД ~91.4% и cos φ ~0.89
Коэффициент полезного действия (КПД)	91.4	%	Среднее значение по ГОСТ
Коэффициент мощности (cos φ)	0.89	—
Пусковой ток (I_п/I_н)	7.0	крат	Отношение пускового тока к номинальному
Пусковой момент (М_п/М_н)	2.2	крат
Максимальный момент (М_max/М_н)	2.7	крат
Масса (примерная)	155-165	кг	Зависит от производителя
Степень защиты (IP)	IP54 / IP55	—	Наиболее распространенные исполнения
Класс изоляции	F	—	Рабочая температура до 155°C

Режимы работы и условия эксплуатации

Двигатель АИР 160 М4 рассчитан на продолжительный режим работы S1, при котором он может работать неограниченно долго при номинальной нагрузке, достигая установившейся температуры всех частей. Также возможна работа в других режимах (S2 – кратковременный, S3 – периодически-кратковременный) при условии правильного пересчета мощности по тепловому эквиваленту.

Допустимые условия эксплуатации:

Высота над уровнем моря: до 1000 м.
Температура окружающей среды: от -40°C до +40°C (для исполнения У1, У2, У3). Для тропического исполнения (Т1, Т2) – до +50°C.
Относительная влажность воздуха: не более 98% при 25°C.
Рабочее положение: горизонтальное, на лапах. Возможна установка на фланце (исполнение IM 1081/IM 2081) или комбинированная (IM 1081/IM 2081 + лапы).

Схемы подключения и пуск

Обмотки статора двигателя АИР 160 М4 имеют шесть выводов (U1, V1, W1; U2, V2, W2), что позволяет подключать его к сетям с разным линейным напряжением.

Сеть 380В, 50 Гц: Наиболее распространенный вариант. Обмотки соединяются в «звезду» (Y). Номинальное напряжение обмотки при этом – 380В.
Сеть 660В, 50 Гц: Обмотки соединяются в «треугольник» (Δ). Номинальное напряжение обмотки также 380В, что соответствует межфазному напряжению 660В.

Пуск двигателя данной мощности, как правило, требует применения устройств плавного пуска или частотного преобразователя для ограничения пусковых токов, которые могут достигать 250А. Прямой пуск (DOL) возможен только при достаточной мощности питающей сети и при условии, что он не вызывает недопустимых просадок напряжения и механических ударов на приводимом механизме.

Области применения

Электродвигатель АИР 160 М4 18.5 кВт 1500 об/мин находит применение в качестве привода для широкого спектра промышленного оборудования:

Насосное оборудование (центробежные, поршневые насосы).
Вентиляторные установки и дымососы.
Компрессоры поршневые и винтовые.
Конвейерные линии, транспортеры, элеваторы.
Станки (токарные, фрезерные, деревообрабатывающие).
Смесители, мешалки, дробилки.
Прочее оборудование, требующее надежного и экономичного привода с постоянной или слабо меняющейся скоростью.

Сравнение с другими типоразмерами и модификациями

В рамках габарита 160 мм и 4 полюсов существуют модификации с разной длиной станины, что влияет на мощность. АИР 160 S4 имеет мощность 15 кВт, а АИР 160 L4 – 22 кВт. Выбор между ними определяется требуемой мощностью привода. По сравнению с двигателями на 3000 об/мин (2 полюса), модель М4 имеет больший пусковой момент и меньшую шумность, но при этом большие габариты и массу при той же мощности. По сравнению с 6-полюсными (1000 об/мин) двигателями – более высокую скорость и, как правило, более высокий КПД.

Техническое обслуживание и диагностика

Плановое техническое обслуживание включает:

Внешний осмотр, очистку от загрязнений.
Контроль вибрации. Для данного габарита допустимый уровень вибрации по скорости обычно не превышает 2.8 мм/с.
Контроль температуры подшипниковых узлов (термометрия или термопара). Превышение температуры окружающей среды более чем на 70°C – сигнал для диагностики.
Проверку состояния и подтяжку электрических соединений в клеммной коробке.
Через 8-10 тыс. часов работы – контроль состояния смазки в подшипниках, при необходимости – очистка и пополнение.
Измерение сопротивления изоляции обмоток мегомметром (не менее 1 МОм при 20°C).

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается двигатель АИР 160 М4 от 5АИ 160 М4?

АИР и 5АИ – обозначения разных серий, разработанных в разное время. Серия 5АИ является более старой. Серия АИР – современная, унифицированная, соответствует международным нормам и имеет улучшенные энергетические показатели (более высокий КПД и cos φ). Габаритные и установочные размеры у них, как правило, взаимозаменяемы.

Как определить, по какой схеме подключен двигатель, если шильдик нечитаем?

Необходимо вскрыть клеммную коробку и визуально определить наличие или отсутствие перемычек. Три перемычки, соединяющие три пары клемм, указывают на схему «треугольник». Одна общая перемычка, соединяющая три клеммы, а на остальные три клеммы подается питание – это «звезда». Дополнительно можно прозвонить обмотки тестером для определения их концов.

Можно ли использовать двигатель АИР 160 М4 с частотным преобразователем?

Да, это распространенная практика. Однако для продолжительной работы на низких скоростях (менее 20-25 Гц) при полной нагрузке может потребоваться независимое охлаждение (дополнительный вентилятор), так как собственный вентилятор двигателя на валу будет неэффективен. Также рекомендуется использовать двигатели с изоляцией обмоток, усиленной для работы с ПЧ, чтобы избежать пробоя из-за высокочастотных перенапряжений на фронтах ШИМ-сигнала.

Какие аналоги существуют у двигателя АИР 160 М4?

Прямыми аналогами по мощности, частоте и габаритам являются двигатели серий: RA (ABB), M2AA (Siemens), MS (WEG), АИРЕ (взрывозащищенное исполнение), АИРС (с повышенным скольжением). При подборе аналога необходимо сверять не только мощность и обороты, но и установочно-присоединительные размеры (расстояния между лапами, диаметр и длина вала, высота оси вращения).

Что означает класс изоляции F и почему рабочая температура ниже 155°C?

Класс изоляции F определяет максимально допустимую температуру стойкости изоляционных материалов (155°C). Однако рабочая температура двигателя (температура точки внутри обмотки) нормируется с запасом для обеспечения долговечности. Для класса F она обычно ограничивается 105-120°C при измерении методом сопротивления. Это предотвращает ускоренное старение изоляции.

Как правильно выбрать тепловую защиту или уставку теплового реле для данного двигателя?

Номинальный ток теплового реле или уставка защиты от перегрузки в автоматическом выключателе должны соответствовать номинальному току двигателя при конкретной схеме подключения. Для АИР 160 М4 при 380В/50Гц и схеме «звезда» номинальный ток ~35.5А. Уставка защиты выбирается в диапазоне 1.05-1.2 I_н двигателя, т.е. примерно 37-43А. Необходимо также учитывать условия пуска и характер нагрузки.

Заключение

Электродвигатель АИР 160 М4 является проверенным и надежным решением для промышленных приводов средней мощности. Его унификация, соответствие международным стандартам, высокая энергоэффективность и широкий спектр модификаций (по степени защиты, климатическому исполнению, способу монтажа) делают его универсальным выбором для большинства задач. Правильный подбор, монтаж и регулярное техническое обслуживание в соответствии с руководством по эксплуатации обеспечивают многолетнюю безотказную работу агрегата в составе различных технологических установок.

Электродвигатели АИР 160 М4