Электродвигатели 5АИ 315 M4

Электродвигатели 5АИ 315 M4: полное техническое описание и сфера применения

Электродвигатель 5АИ 315 M4 представляет собой асинхронный двигатель трехфазного тока с короткозамкнутым ротором, являющийся современным представителем серии 5АИ (общепромышленные двигатели) и АИР (межгосударственный стандарт). Модель 315 M4 относится к двигателям высокой мощности, где «315» обозначает высоту оси вращения в миллиметрах, а «M4» указывает на установочный размер по длине станины (габарит). Данный двигатель спроектирован для продолжительного режима работы S1 и предназначен для привода широкого спектра промышленного оборудования в условиях умеренного климата.

Конструктивные особенности и исполнения

Двигатели серии 5АИ 315 изготавливаются в соответствии с ГОСТ Р 51689-2000 (МЭК 60034-1) и имеют степень защиты IP54 или IP55 по умолчанию, что обеспечивает защиту от попадания пыли и водяных струй. Конструктивно двигатель состоит из литой чугунной станины и корпусных щитов, алюминиевой клетки короткозамкнутого ротора (тип «беличья клетка») и статора с обмоткой из медного провода с теплостойкой изоляцией класса F, рассчитанной на работу при температуре 155°C. Однако система изоляции используется с запасом, что позволяет эксплуатировать двигатель при температуре нагрева по классу B (130°C), значительно повышая его надежность и ресурс.

Для двигателя 5АИ 315 M4 доступны различные климатические исполнения (У3, У2, У1 для умеренного климата; Т2, Т1 для тропического; ХЛ для холодного) и категории размещения (1, 2, 3, 4, 5). По способу монтажа основными являются исполнения:

    • IM 1081 – на лапах с двумя цилиндрическими концами вала;
    • IM 2081 – на лапах с фланцем на одном конце вала (комбинированное крепление);
    • IM 3081 – на лапах с фланцем со свободным концом вала.

    Вал двигателя выполнен из стали и имеет шпоночный паз для соединения с приводным механизмом. Двигатель может поставляться со встроенным датчиком температуры (термисторы PTC или датчики PT100) для систем тепловой защиты.

    Основные технические характеристики и параметры

    Ключевые параметры двигателя 5АИ 315 M4 определяются его габаритом. Ниже приведены данные для двигателей на номинальное напряжение 380/660 В при частоте 50 Гц, синхронной скорости 1500 об/мин (4 полюса).

    Таблица 1. Основные технические характеристики 5АИ 315 M4 (ряд мощностей)
    Мощность, кВт Номинальный ток, А (380В) КПД, η, % Коэффициент мощности, cos φ Кратность пускового тока, Iп/Iн Кратность пускового момента, Мп/Мн Кратность максимального момента, Мmax/Мн Масса, кг (примерно)
    132 240 94.5 0.87 6.5 1.3 2.3 980
    160 290 95.0 0.88 6.8 1.2 2.2 1100
    200 360 95.4 0.89 7.0 1.1 2.1 1250

    Двигатели данного габарита также выпускаются на другие синхронные частоты вращения: 3000 об/мин (2 полюса), 1000 об/мин (6 полюсов) и 750 об/мин (8 полюсов). С увеличением числа полюсов при той же высоте оси вращения номинальная мощность и частота вращения снижаются, а пусковые моменты, как правило, увеличиваются.

    Таблица 2. Зависимость параметров от числа полюсов для габарита 315 M4
    Синхронная частота, об/мин (число полюсов) Примерная мощность, кВт Особенности механической характеристики Типовое применение
    3000 (2р) 160-200 Высокая скорость, меньший пусковой момент, низкая перегрузочная способность. Вентиляторы, центробежные насосы, генераторы.
    1500 (4р) 132-200 Сбалансированные характеристики, наиболее распространенный вариант. Конвейеры, компрессоры, насосы, смесители.
    1000 (6р) 90-132 Большой пусковой момент, низкая скорость. Приводы элеваторов, шнеков, мешалок тяжелого пуска.
    750 (8р) 75-110 Очень высокий пусковой момент, низкая скорость. Дробилки, мельницы, мощные ленточные конвейеры с прямым пуском.

    Схемы подключения и пуск

    Обмотки статора двигателя 5АИ 315 M4 рассчитаны на два номинальных напряжения. При подключении к сети 380 В фазы обмотки соединяются в «звезду» (Y). Для работы в сети 660 В обмотки соединяются в «треугольник» (Δ). Такая конструкция обеспечивает гибкость применения. Для двигателей данной мощности пуск прямым включением в сеть (DOL) возможен, но требует проверки условий электроснабжения объекта, так как пусковые токи достигают 1500-2500 А. Часто используются схемы плавного пуска:

    • Прямой пуск (DOL): простой, но создающий высокие механические и электрические нагрузки.
    • Пуск переключением «звезда-треугольник» (Y-Δ): снижает пусковой ток в 3 раза, но и пусковой момент также падает в 3 раза. Применим для механизмов с вентиляторной нагрузкой.
    • Устройство плавного пуска (УПП): оптимальный вариант для снижения пускового тока и обеспечения плавного разгона.
    • Частотный преобразователь (ЧП): обеспечивает наиболее экономичное и технологичное управление, позволяя регулировать скорость в широком диапазоне.

    Область применения и выбор сопутствующего оборудования

    Двигатели 5АИ 315 M4 применяются в качестве привода для тяжелого промышленного оборудования:

    • Насосные и компрессорные станции (центробежные, поршневые насосы, воздуходувки).
    • Системы вентиляции и кондиционирования (приточные установки, вентиляторы главного проветривания).
    • Подъемно-транспортное оборудование (ленточные и цепные конвейеры, элеваторы, краны).
    • Технологическое оборудование (дробилки, мельницы, смесители, экструдеры).
    • Нефтегазовая отрасль (приводы буровых лебедок, насосы для перекачки жидкостей).

    При выборе и комплектации необходимо учитывать:

    • Защиту: автоматический выключатель с характеристикой отключения, учитывающей пусковые токи (например, Кривая D), или комплект предохранителей. Тепловое реле или современный цифровой защитный relay.
    • Пусковую аппаратуру: Контакторы соответствующего номинального тока (для 315 M4 обычно не ниже 400А).
    • Охлаждение : Двигатели 315 габарита, как правило, имеют самовентиляцию (IC 411). При работе на низких скоростях от частотного преобразователя может потребоваться независимое охлаждение (IC 416).

    Техническое обслуживание и диагностика

    Плановое техническое обслуживание включает в себя:

    • Внешний осмотр, очистку от загрязнений.
    • Контроль вибрации. Для двигателей данного габарита допустимый уровень вибрации на подшипниковых щитах обычно не превышает 2.8 мм/с по СКЗ.
    • Контроль температуры подшипников и статора. Нагрев не должен превышать 90°C для подшипников качения (в зависимости от смазки) и 130°C для обмоток (по классу B).
    • Проверку и замену смазки в подшипниковых узлах. Используются консистентные смазки типа Литол-24 или их импортные аналоги (Shell Gadus, Mobilith). Интервал замены – 4000-10000 часов работы.
    • Измерение сопротивления изоляции мегомметром на 1000 В. Для исправного двигателя сопротивление должно быть не менее 1 МОм на 1 кВ номинального напряжения, а на практике для сухой чистой изоляции – сотни МОм.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается 5АИ 315 M4 от АИР 315 M4?

Серия 5АИ является более современным развитием серии АИР. Основные отличия – улучшенные энергетические показатели (КПД и cos φ), соответствующие стандартам МЭК, использование более совершенной изоляции, а также унификация с международными габаритами (IEC). Конструктивно они очень схожи и часто взаимозаменяемы.

Можно ли использовать этот двигатель с частотным преобразователем?

Да, двигатели серии 5АИ пригодны для работы от частотного преобразователя. Однако для длительной работы на низких скоростях (менее 20-30% от номинальной) рекомендуется двигатель с независимой вентиляцией (IC 416) или принудительный обдув. Также при длинных кабелях между ЧП и двигателем (>50 м) необходимо установить выходной дроссель или синус-фильтр для защиты изоляции обмотки от перенапряжений.

Каков ресурс двигателя до капитального ремонта?

Средний назначенный срок службы двигателей 5АИ 315 составляет 15-20 лет при соблюдении условий эксплуатации и проведении регулярного ТО. Наработка на отказ до первого капитального ремонта (перемотки) может достигать 40 000 – 60 000 часов. Критическим фактором является состояние изоляции и подшипниковых узлов.

Как правильно выбрать схему подключения для сети 380В?

Для стандартной трехфазной сети 380/220 В с частотой 50 Гц обмотки статора двигателя 5АИ 315 M4 должны быть соединены в «звезду» (Y). На клеммнике двигателя это соответствует соединению перемычками выводов U2, V2, W2, а на питающие сети подаются фазы L1, L2, L3 на выводы U1, V1, W1 соответственно.

Что означает индекс «M4» в обозначении?

Индекс «M4» – это условное обозначение установочного размера по длине станины (l-й размер) в рамках одной высоты оси вращения (315 мм). Более длинный станин (например, S4, L4) при той же мощности означают большую длину активной части (железа и обмоток), что может положительно влиять на КПД и тепловой режим. M4 – средний, наиболее распространенный размер.

Какие подшипники используются в двигателе 5АИ 315 M4?

Со стороны привода (DE) обычно устанавливается роликовый подшипник (например, NU 3xx ECP4), воспринимающий радиальные нагрузки. Со стороны противопривода (NDE) – шариковый сдвоенный (например, 63xx ECP4), фиксирующий ротор в осевом направлении и воспринимающий радиальные нагрузки. Конкретные типоразмеры (6318, NU318) указываются в паспорте двигателя и зависят от производителя.


Войти

Зарегистрироваться

Сбросить пароль

Пожалуйста, введите ваше имя пользователя или эл. адрес, вы получите письмо со ссылкой для сброса пароля.