Электродвигатели АИР 250 S4

Электродвигатели АИР 250 S4: полный технический обзор

Электродвигатель АИР 250 S4 представляет собой асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором, трехфазный, общепромышленного исполнения. Модель относится к серии АИР, соответствующей ГОСТ Р 51689-2000 (аналогично стандарту IEC 60034). Индекс «250» обозначает высоту оси вращения вала в миллиметрах (250 мм), что соответствует 10-й габариту по ГОСТ. Литера «S» указывает на установочный размер по длине станины (средняя длина), а цифра «4» означает количество полюсов, то есть номинальную синхронную частоту вращения 1500 об/мин.

Конструктивные особенности и исполнения

Двигатель АИР 250 S4 выполнен в защищенном исполнении (IP54), что предполагает защиту от попадания пыли и брызг воды со всех направлений. Конструктивно двигатель состоит из литой чугунной станины и корпусных щитов, алюминиевой клетки короткозамкнутого ротора, статора с обмоткой из медного провода с теплостойкой изоляцией класса F (допускающая нагрев до 155°C), но с системой изоляции, рассчитанной на работу при классе нагревостойкости B (130°C). Это обеспечивает повышенный запас по термостойкости и увеличивает ресурс.

Основные исполнения по способу монтажа:

• IM 1081 – на лапах с одним цилиндрическим концом вала.
• IM 2081 – на лапах с фланцем на подшипниковом щите (комбинированное крепление).

Система охлаждения – самовентилируемая (IC 0141). Вращающий момент на валу передается через цилиндрический конец вала. Подшипниковые узлы, как правило, используют шарикоподшипники качения, смазываемые консистентной смазкой на весь срок службы.

Основные технические характеристики

Ключевые параметры электродвигателя АИР 250 S4 при питании от сети 380 В, 50 Гц:

• Номинальная мощность (P₂): 75 кВт.
• Номинальная частота вращения (n): ≈1475 об/мин (скольжение около 1.7%).
• Коэффициент полезного действия (η): 92.9% (соответствует классу IE2 по международной классификации).
• Коэффициент мощности (cos φ): 0.89.
• Номинальный ток (I_н): 140 А.
• Кратность пускового тока (I_п/I_н): 7.0.
• Кратность пускового момента (M_п/M_н): 1.3.
• Кратность максимального момента (M_max/M_н): 2.3.
• Масса: ~520 кг (зависит от производителя и исполнения).

Таблица сводных технических данных

Параметр	Значение	Единица измерения	Примечание
Тип	АИР 250 S4	—	ГОСТ Р 51689-2000
Номинальная мощность	75	кВт	Полезная мощность на валу
Синхронная частота	1500	об/мин	При 50 Гц
Номинальная частота	1475	об/мин	Фактическая под нагрузкой
КПД (η)	92.9	%	Соответствует классу IE2
cos φ	0.89	—
Напряжение	380	В	Допустимое отклонение ±5%
Номинальный ток	140	А
Пусковой ток (Iп/Iн)	7.0	кратность	~980 А
Момент инерции ротора	~1.2	кг·м²	Ориентировочно
Степень защиты	IP54	—	Защита от пыли и брызг
Класс изоляции	F (работа по B)	—	Повышенный запас
Способ монтажа	IM 1081 / IM 2081	—	На лапах или комбинированный

Энергоэффективность и классы IE

Стандартный двигатель АИР 250 S4, выпускаемый по ГОСТ, как правило, соответствует классу энергоэффективности IE2 (Повышенный). В современных условиях для соответствия международным нормам все чаще предлагаются модификации с классом IE3 (Высокий) и IE4 (Сверхвысокий). Для достижения классов IE3/IE4 производители оптимизируют магнитную систему, используют улучшенные электротехнические стали, более точные технологии обработки и увеличенный объем активных материалов (медь, сталь), что может незначительно увеличить габариты и массу двигателя.

Области применения и рекомендуемые механизмы

Мощность 75 кВт и частота ~1475 об/мин делают данный двигатель одним из наиболее востребованных в промышленности для привода механизмов с постоянной или слабо меняющейся нагрузкой:

• Центробежные насосы и насосные станции водоснабжения, канализации, ирригации.
• Вентиляторы и дымососы большой производительности.
• Компрессоры поршневые и винтовые.
• Конвейерные линии, ленточные транспортеры тяжелого типа.
• Дробильное, мельничное и смесительное оборудование.
• Приводы станков (токарных, фрезерных, деревообрабатывающих).

Выбор именно 4-полюсного исполнения (1500 об/мин) обусловлен оптимальным соотношением скорости, момента и надежности для большинства типовых промышленных агрегатов.

Схемы подключения и пуск

Обмотки статора АИР 250 S4 рассчитаны на номинальное напряжение 380 В при соединении «треугольник» (Δ). Пуск двигателя такой мощности требует применения специальных устройств для снижения пусковых токов:

• Прямой пуск: Допустим только при достаточной мощности питающей сети (трансформатора), так как пусковой ток достигает ~980 А. Требует проверки условий регулирования энергоснабжающей организации.
• Звезда-треугольник: Распространенный метод. Пуск при соединении обмоток «звездой» (фазное напряжение снижается в √3 раз), с последующим переключением на «треугольник». Пусковой момент снижается в 3 раза, что подходит только для механизмов с вентиляторной характеристикой момента (насосы, вентиляторы).
• Частотный преобразователь (ЧП): Наиболее современный и предпочтительный способ. Обеспечивает плавный пуск, точное регулирование скорости, значительную экономию энергии. Для двигателя 75 кВт необходим ЧП с соответствующим номинальным током (не менее 140 А).
• Устройство плавного пуска (УПП): Позволяет снизить пусковой ток и обеспечить плавный разгон без рывков, продлевая срок службы механической части привода.

Техническое обслуживание и диагностика

Плановое техническое обслуживание электродвигателя АИР 250 S4 включает:

• Контроль вибрации: Допустимый уровень вибрации на подшипниковых щитах не должен превышать 4.5 мм/с для исполнения с высотой оси вращения 250 мм по ГОСТ ISO 10816-1.
• Контроль температуры: Допустимый нагрев обмоток по классу изоляции B – 80°C (превышение температуры над температурой охлаждающей среды) при методе измерения сопротивления. Фактическая температура корпуса обычно на 10-20°C ниже.
• Контроль подшипников: Проверка на отсутствие постороннего шума, люфтов, вытекания смазки. Замена смазки, если она не является пожизненной.
• Измерение сопротивления изоляции: Мегаомметром на 1000 В. Сопротивление изоляции обмоток относительно корпуса и между фазами в холодном состоянии должно быть не менее 1 МОм, а в горячем – не менее 0.38 МОм по нормам ПТЭЭП.
• Чистка и продувка: Очистка наружных поверхностей и вентиляционных каналов от пыли и грязи для обеспечения эффективного охлаждения.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. Чем отличается АИР 250 S4 от АИР 250 M4?

Буква «S» (Short) и «M» (Medium) в обозначении указывают на установочный размер по длине станины при одинаковой высоте оси вращения (250 мм). Двигатель с индексом «M» имеет более длинную станину, что обычно соответствует большей мощности при том же количестве полюсов. Для 4-полюсных двигателей 10-го габарита: АИР 250 S4 – 75 кВт, АИР 250 M4 – 90 кВт. Таким образом, основное отличие – номинальная мощность и, как следствие, масса и момент инерции ротора.

2. Можно ли подключить этот двигатель в сеть 660 В?

Да, но только если это специальное исполнение, обозначаемое как «АИР 250 S4 660/380». В таком двигателе обмотки статора рассчитаны на номинальное фазное напряжение 380 В, но соединены «звездой», что позволяет подключать его к сети 660 В (380

• √3 ≈ 660). При этом номинальная мощность, КПД и cos φ остаются неизменными, но номинальный ток снижается примерно в √3 раз. Подключение стандартного двигателя 380/660 В к сети 380 В требует переключения обмоток в «треугольник».

3. Какой класс энергоэффективности у стандартного АИР 250 S4 и можно ли его повысить?

Стандартный двигатель, выпущенный по ГОСТ, соответствует классу IE2. Повысить класс энергоэффективности существующего двигателя невозможно, так как это заложено в его конструктивных параметрах. При необходимости работы в режимах IE3 или IE4 требуется приобретение нового двигателя, изначально спроектированного под эти классы. Такие двигатели имеют меньшие потери в стали и меди, что достигается использованием более качественных материалов и оптимизированной геометрии.

4. Какие защитные аппараты необходимы для данного двигателя?

Для защиты от токов короткого замыкания и перегрузки необходимы:

• Автоматический выключатель с комбинированным расцепителем (тепловым и электромагнитным). Номинальный ток расцепителя выбирается на 10-15% выше номинального тока двигателя (140 А), т.е. ~160 А. Уставка электромагнитного расцепителя должна срабатывать при пусковых токах (обычно 10-12 Iн).
• Тепловое реле (в составе магнитного пускателя) или цифровой модуль защиты двигателя. Уставка тепловой защиты – 1.05-1.1 от номинального тока двигателя. Современные цифровые реле обеспечивают защиту от перегрузки, обрыва фазы, заклинивания, дисбаланса токов.

5. Как часто требуется подтяжка крепежных соединений?

Рекомендуется выполнять контроль и подтяжку всех резьбовых соединений (лапы, фланец, кожух вентилятора, клеммная коробка) во время первого планового ТО после 100-200 часов работы, а затем не реже одного раза в год или в соответствии с графиком производителя. Вибрация в процессе эксплуатации может ослаблять соединения.

6. Каков средний срок службы двигателя АИР 250 S4?

Средний расчетный срок службы при работе в номинальном режиме и соблюдении условий эксплуатации, ТО и ремонта составляет 15-20 лет. Наработка на отказ может превышать 40 000 часов. Критическим элементом, определяющим ресурс, часто являются подшипниковые узлы. Своевременная замена подшипников (примерно каждые 25-40 тыс. часов) позволяет значительно продлить общий ресурс двигателя.

Заключение

Электродвигатель АИР 250 S4 является надежным, проверенным временем асинхронным двигателем общепромышленного применения мощностью 75 кВт. Его конструкция, технические характеристики и степень защиты IP54 делают его универсальным решением для широкого спектра промышленных механизмов с постоянной скоростью. При выборе необходимо учитывать требования к энергоэффективности (классы IE), способ пуска и управления (прямой пуск, ЧП, УПП), а также условия окружающей среды. Правильный монтаж, наладка и регулярное техническое обслуживание в соответствии с руководством по эксплуатации являются залогом длительной и безотказной работы агрегата.