Электродвигатели асинхронные АДМ

Электродвигатели асинхронные серии АДМ: конструкция, параметры и область применения

Электродвигатели асинхронные серии АДМ представляют собой трехфазные двигатели с короткозамкнутым ротором, предназначенные для продолжительного режима работы S1 от сети переменного тока частотой 50 Гц. Данная серия является модернизированным развитием широко распространенных двигателей серии АИР и АД. Основное назначение – привод механизмов, не требующих регулирования частоты вращения в процессе эксплуатации: насосов, вентиляторов, компрессоров, станков, конвейеров, грузоподъемных механизмов и другого промышленного оборудования.

Конструктивные особенности и исполнения

Конструкция двигателей АДМ соответствует общепринятым стандартам для асинхронных машин. Основные узлы: статор, ротор, подшипниковые щиты, вентилятор-обдувщик с кожухом, коробка выводов.

• Статор состоит из корпуса (станины), сердечника из электротехнической стали и трехфазной обмотки. Корпус отливается из чугуна или алюминиевого сплава, что определяет степень защиты и массогабаритные показатели. Обмотка статора выполняется из медного провода с теплостойкой изоляцией класса F или H, что позволяет двигателю работать при повышенных температурах.
• Ротор – короткозамкнутый, типа «беличья клетка». Сердечник ротора набирается из листов электротехнической стали и напрессовывается на вал. Беличья клетка изготавливается путем заливки алюминиевого сплава в пазы сердечника, одновременно отливаются замыкающие кольца и вентиляционные лопатки.
• Система охлаждения – самовентилируемая (IC 411 по ГОСТ). Вентилятор, расположенный на валу двигателя, нагнетает воздух через оребрение корпуса. Наличие внешнего кожуха направляет поток воздуха и обеспечивает эффективный теплоотвод.
• Подшипниковые узлы используют шариковые радиальные подшипники качения. Тип и размер подшипника зависят от габарита двигателя и нагрузочных характеристик.

Двигатели АДМ производятся в различных климатических исполнениях (У, УХЛ, Т) и категориях размещения (1-5 по ГОСТ 15150). Основные степени защиты по ГОСТ IEC 60034-5:

• IP54: Защита от попадания пыли в количестве, нарушающем работу, и от брызг воды с любого направления. Наиболее распространенное исполнение для промышленных цехов.
• IP55: Защита от пыли и струй воды. Применяется в условиях повышенной влажности и запыленности.

По способу монтажа выделяют основные исполнения:

• IM 1081: На лапах с одним цилиндрическим концом вала.
• IM 2081: На лапах с фланцем на подшипниковом щите.
• IM 3081: Без лап, только с фланцем.

Основные технические характеристики и параметры

Номинальные параметры двигателей АДМ определяются стандартами ГОСТ Р 51689-2000 (МЭК 60034-1). Ключевые характеристики включают:

• Номинальная мощность (P_н): Диапазон мощностей серии АДМ обычно составляет от 0,12 кВт до 315 кВт и выше, в зависимости от производителя и типоразмерного ряда.
• Номинальное напряжение (U_н): 220/380 В, 380/660 В, 660 В. Наиболее распространено напряжение 380 В при схеме соединения «треугольник» для низковольтного диапазона.
• Номинальная частота вращения (n_н): Зависит от числа пар полюсов. Стандартные синхронные скорости: 3000 об/мин (2р=2), 1500 об/мин (2р=4), 1000 об/мин (2р=6), 750 об/мин (2р=8).
• КПД (η): Современные двигатели АДМ соответствуют классам энергоэффективности IE2 (стандартный) и IE3 (повышенный) согласно ГОСТ Р МЭК 60034-30-1. КПД возрастает с увеличением мощности.
• Коэффициент мощности (cos φ): Обычно находится в диапазоне 0,82-0,92, также увеличиваясь с ростом мощности и частоты вращения.
• Критический скольжение (перегрузочная способность): Отношение максимального момента к номинальному (λ = M_max/M_н) составляет не менее 2,2 для большинства двигателей, что обеспечивает устойчивую работу при кратковременных механических перегрузках.
• Пусковой момент: Отношение пускового момента к номинальному (M_п/M_н) обычно составляет 1,8-2,2.
• Пусковой ток: Отношение пускового тока к номинальному (I_п/I_н) – 5,5-7,5, что является типичным для двигателей с короткозамкнутым ротором.

Таблица примерных номинальных данных двигателей АДМ (напряжение 380 В, 50 Гц, степень защиты IP54, охлаждение IC411)

Мощность, кВт	Синхронная частота, об/мин	Номинальный ток, А (при ~380В)	КПД, % (не менее)	cos φ	Пусковой ток / Iн	Пусковой момент / Mн	Масса, кг (примерно)
1,5	1500	3.5	82.0	0.83	6.5	2.2	25
5,5	1500	11.5	87.5	0.86	7.0	2.2	65
15,0	1500	29.5	90.5	0.88	7.0	2.2	140
37,0	1500	70.0	92.5	0.89	6.8	2.1	300
75,0	1500	140.0	94.0	0.90	6.5	2.0	520
132,0	1500	240.0	95.0	0.91	6.2	1.9	850

Схемы подключения и пуск

Трехфазные двигатели АДМ имеют шесть выводов обмотки статора (начала и концы трех фаз), выведенных в коробку выводов. Это позволяет переключать обмотки между двумя основными схемами соединения:

• Схема «Звезда» (Y): Применяется для работы на повышенном напряжении (например, 660 В) или для плавного пуска. В этой схеме пусковой ток и момент снижены.
• Схема «Треугольник» (Δ): Применяется для работы на пониженном напряжении (например, 380 В). Двигатель развивает полные номинальные мощность и момент.

Пуск двигателей АДМ средней и большой мощности осуществляется с помощью специальных устройств для ограничения пусковых токов:

• Прямой пуск: Допустим для двигателей малой мощности (обычно до 5-11 кВт, в зависимости от возможностей питающей сети).
• Пуск «звезда-треугольник»: Эффективный способ для двигателей, обмотки которых рассчитаны на работу в схеме «треугольник» при номинальном напряжении 380 В. Снижает пусковой ток в 3 раза, но и пусковой момент также падает в 3 раза.
• Пуск через устройство плавного пуска (УПП): Позволяет плавно наращивать напряжение на обмотках статора, обеспечивая оптимальное снижение пускового тока и динамических нагрузок на механизм.
• Частотный преобразователь (ЧП): Наиболее технологичный способ, позволяющий не только плавно пускать и останавливать двигатель, но и регулировать его скорость в широком диапазоне.

Обслуживание, диагностика и ремонт

Эксплуатация двигателей АДМ требует проведения планово-предупредительных ремонтов и контроля ключевых параметров.

• Ежедневный контроль: Визуальный осмотр, проверка температуры корпуса и подшипниковых узлов на ощупь или пирометром, контроль вибрации и постороннего шума.
• Периодическое техническое обслуживание (ТО): Очистка от пыли и грязи, проверка состояния щеткодержателей (если есть), измерение сопротивления изоляции обмоток мегомметром (не менее 1 МОм для напряжений до 660 В). Проверка и подтяжка контактных соединений в коробке выводов и на клеммах пусковой аппаратуры.
• Капитальный ремонт: Включает полную разборку двигателя, замену подшипников, промывку узлов, ремонт или перемотку статора, динамическую балансировку ротора.

Типичные неисправности и их причины:

• Перегрев: Перегрузка, нарушение условий охлаждения (загрязнение ребер), повышенное напряжение, межвитковое замыкание, износ подшипников.
• Повышенная вибрация:
  • Механические причины: Несоосность с приводным механизмом, дисбаланс ротора, износ подшипников, ослабление крепления лап.
  • Электрические причины: Обрыв стержня «беличьей клетки», несимметрия напряжения питания, обрыв фазы.
• Гул при работе с повышенным током: Межвитковое замыкание в одной из фаз обмотки статора.

Сравнение с другими сериями и выбор двигателя

Серия АДМ является одной из многих на рынке. Ее основные конкуренты – двигатели серий АИР, 5АМ, Siemens 1LE1, WEG W22. При выборе необходимо учитывать:

• Соответствие стандартам: Наличие сертификатов соответствия ТР ТС 004/2011 (на низковольтное оборудование) и ТР ТС 020/2011 (электромагнитная совместимость).
• Класс энергоэффективности: С 2021 года для двигателей мощностью 0.75-375 кВт обязателен класс не ниже IE3 (или IE2 в паре с частотным преобразователем). Двигатели класса IE3 имеют меньшие эксплуатационные затраты на электроэнергию.
• Конструктивное исполнение: Соответствие монтажных размеров (габариты по ГОСТ 2479) заменяемому двигателю или требованиям проектной документации.
• Условия эксплуатации: Правильный выбор степени защиты IP и климатического исполнения.
• Нагрузочный режим: Проверка соответствия номинальной мощности двигателя статической и динамической нагрузке на валу механизма.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается двигатель АДМ от АИР?

Серия АДМ является логическим развитием серии АИР. Отличия часто заключаются в использовании современных изоляционных материалов класса F при нагревостойкости по классу B, что повышает надежность, оптимизации магнитной системы и системы охлаждения для соответствия более высоким классам энергоэффективности (IE3). Конструктивно и габаритно они часто взаимозаменяемы.

Как определить, по какой схеме подключать двигатель АДМ?

Схема соединения обмоток указана на шильдике двигателя и в паспорте. Наиболее распространенный вариант: «Δ / Y 220 / 380 В, 50 Гц». Это означает, что для работы в сети 220 В (между фазами) обмотки соединяются в «треугольник», а для сети 380 В – в «звезду». В российской промышленной сети 380/660 В двигатели на 380 В всегда включаются по схеме «треугольник».

Каков минимально допустимый показатель сопротивления изоляции для двигателя АДМ на 380В?

Согласно ПТЭЭП, для электрооборудования на напряжение до 1000 В сопротивление изоляции должно быть не менее 1 МОм. Для вновь вводимых или отремонтированных двигателей рекомендуется значение не менее 5-10 МОм при температуре, близкой к рабочей. Измерение производится мегомметром на 500 В или 1000 В.

Можно ли использовать двигатель АДМ в паре с частотным преобразователем?

Да, можно. Однако стандартные двигатели АДМ, не предназначенные специально для работы с ЧП, имеют ограничения. При длительной работе на низких скоростях ухудшается охлаждение (снижается скорость встроенного вентилятора), что может привести к перегреву. При питании от ЧП на обмотки воздействуют повышенные импульсные напряжения, что ускоряет старение изоляции. Для продолжительной работы в широком диапазоне частот рекомендуется выбирать двигатели с изоляцией, усиленной для преобразователя частоты, и независимой вентиляцией (IC 416).

Что означает маркировка, например, АДМ 160 M4 У3?

• АДМ – серия асинхронного двигателя.
• 160 – высота оси вращения вала в мм (габарит).
• M – установочный размер по длине станины (S, M, L).
• 4 – число полюсов (4 полюса = синхронная частота 1500 об/мин).
• У3 – климатическое исполнение (У – для умеренного климата) и категория размещения (3 – для эксплуатации в закрытых помещениях без регулирования климата).

Как правильно выбрать двигатель для насоса или вентилятора?

Для насосно-вентиляторной нагрузки, характеризующейся квадратичной зависимостью момента от скорости, ключевыми являются:

1. Совпадение номинальной частоты вращения двигателя и рабочего колеса насоса/вентилятора.
2. Мощность двигателя должна быть не менее мощности на валу механизма с учетом возможных отклонений параметров сети и состояния оборудования. Обычно запас составляет 10-15%.
3. Учитывать высокий пусковой момент вентиляторов: пусковой момент двигателя должен его превышать.
4. Для частотного регулирования таких механизмов двигатель АДМ подходит оптимально, так как снижение скорости дает существенную экономию энергии.

Заключение

Асинхронные электродвигатели серии АДМ остаются основным приводом для стационарных промышленных механизмов благодаря своей надежности, отработанной конструкции и высокой стандартизации. Понимание их технических характеристик, условий эксплуатации, методов пуска и обслуживания является обязательным для инженерно-технического персонала, занимающегося проектированием, монтажом и эксплуатацией электроприводов. Современный тренд на повышение энергоэффективности делает актуальным переход на двигатели классов IE3 и IE4, что заложено в конструктивных особенностях новейших модификаций серии АДМ. Правильный выбор, монтаж и своевременное техническое обслуживание двигателей данной серии гарантируют их длительную и безотказную работу в составе различных технологических комплексов.