Электродвигатели 112M2: полное техническое описание и сфера применения
Электродвигатель 112M2 представляет собой асинхронный двигатель трехфазного тока с короткозамкнутым ротором, соответствующий серии АИР (или аналогичным общепромышленным сериям по ГОСТ и МЭК). Обозначение «112M2» является условным обозначением габарита и конструктивного исполнения. «112» – это высота оси вращения вала от основания в миллиметрах (112 мм), что соответствует определенным установочным размерам и мощности. Буква «M» указывает на длину сердечника статора (в данном случае среднюю, «M» – Medium). Цифра «2» обозначает количество полюсов, то есть двигатель является двухполюсным и имеет синхронную частоту вращения 3000 об/мин при частоте сети 50 Гц.
Основные технические характеристики и параметры
Двигатель 112M2 относится к энергоэффективным двигателям (классы IE2, IE3 в зависимости от года производства и стандарта). Его основные параметры стандартизированы и приведены в таблицах ниже.
Таблица 1. Основные номинальные параметры двигателя 112M2 (50 Гц, 380 В, S1)
Мощность, P2N: 5.5 кВт
Синхронная частота вращения, n0: 3000 об/мин
Номинальная частота вращения, nN: ~2850-2920 об/мин (зависит от скольжения)
Номинальный ток, IN: ~11.0 А (при 380В, cosφ ~0.88)
Коэффициент мощности, cosφ: 0.88 – 0.90
КПД, η: 87.5% – 89.5% (для класса IE2/IE3)
Кратность пускового тока, Iп/IN: 6.5 – 8.0
Кратность пускового момента, Mп/MN: 2.0 – 2.3
Кратность максимального момента, Mmax/MN: 2.4 – 2.8
Масса: 45 – 52 кг (зависит от производителя и материала станины)
Таблица 2. Установочные и присоединительные размеры по ГОСТ 2479 (аналогично МЭК 60072-1)
Габарит (высота оси вращения), h: 112 мм
Установочный размер по длине, l: 190 мм (для исполнения M)
Длина сердечника статора: 105 мм (типовое значение)
Диаметр вала, d1: 28 мм (допуск h6)
Размер конца вала (длина), l1: 60 мм
Высота от оси до нижней плоскости лап, h1: 90 мм
Расстояние между отверстиями в лапах по длине, b10: 190 мм
Расстояние между отверстиями в лапах по ширине, b11: 140 мм
Диаметр отверстия в лапах, d10: 12 мм (или 15 мм в зависимости от исполнения)
Диаметр фланца, D: 230 мм (для фланцевого исполнения IM3081)
Диаметр центрирующего выступа фланца, D1: 180 мм (h6)
Конструктивное исполнение и способы монтажа
Двигатель 112M2 изготавливается в различных монтажных исполнениях, определяемых по международному коду IM (IEC 60034-7). Наиболее распространенные:
- IM 1081: На лапах с двумя подшипниковыми щитами, с одним цилиндрическим концом вала.
- IM 2081: С фланцем на подшипниковом щите, без лап.
- IM 3081: Комбинированное исполнение: на лапах и с фланцем.
- Центробежные насосы и вентиляторы общепромышленного назначения.
- Компрессоры поршневые и винтовые малой и средней мощности.
- Станки: сверлильные, фрезерные, шлифовальные, где двигатель используется как привод шпинделя.
- Конвейерные линии с прямой передачей на быстровращающиеся ролики.
- Дробильное и измельчительное оборудование.
- Генераторные установки (в качестве первичного двигателя).
- Мощности и момента на валу характеристикам рабочей машины.
- Установочных и присоединительных размеров.
- Климатического исполнения (У3, У2 для умеренного климата) и категории размещения (обычно 2 или 3).
- Класса энергоэффективности (IE2 – стандартный, IE3 – повышенный, обязателен для новых проектов в ЕС и многих других странах).
Корпус двигателя, как правило, литой, из чугуна марки СЧ15-СЧ25, что обеспечивает высокую механическую прочность и эффективный отвод тепла. Для специализированных применений (химическая, пищевая промышленность) может использоваться корпус из алюминиевого сплава. Класс защиты обмоток и корпуса – стандартный IP54 (защита от пыли и брызг воды со всех направлений) или IP55 (защита от струй воды). Для взрывоопасных сред выпускаются модификации во взрывозащищенном исполнении (Ex d, Ex e).
Электрические характеристики и режимы работы
Двигатель рассчитан на продолжительный режим работы S1 по ГОСТ Р МЭК 60034-1, что означает работу при постоянной нагрузке до достижения установившейся температуры. Допускается работа в других режимах (S2 – кратковременный, S3 – периодически-кратковременный, S6 – перемежающийся) после соответствующего пересчета мощности и теплового состояния.
Обмотка статора выполнена из медного эмаль-провода с теплостойкой изоляцией класса F (до 155°C) или B (до 130°C), что обеспечивает запас по перегреву при номинальной нагрузке (класс нагрева обычно B или F). Подключение – «звезда» (Y) на напряжение 380В или «треугольник» (Δ) на 220В для возможности работы в сетях 220/380 В. На клеммнике обычно имеется 6 выводов (начала и концы трех фаз), что позволяет гибко организовать схему подключения.
Таблица 3. Зависимость параметров от напряжения и частоты сети (типовые значения)
Напряжение, В: 220/380, 380/660
Частота, Гц: 50 (номинал), 60 (при соответствующем пересчете мощности и момента)
При снижении напряжения на 10%: Пусковой и максимальный моменты снижаются на ~19%, ток возрастает, перегревается обмотка.
При работе на частоте 60 Гц: Синхронная скорость возрастает до 3600 об/мин, мощность увеличивается пропорционально частоте, но необходимо учитывать механическую прочность ротора и вентиляцию.
Система охлаждения и вентиляции
Двигатель 112M2 имеет самовентилируемую систему охлаждения IC 0141 (IC 411 по МЭК 60034-6): наружный обдув корпуса с помощью центробежного вентилятора, расположенного под защитным кожухом на валу двигателя. Поток воздуха направляется по оребренной поверхности станины. Такая система проста и надежна, но ее эффективность падает с уменьшением скорости вращения. Для длительной работы на низких оборотах (при частотном регулировании) требуется независимое охлаждение (IC 416) или выбор двигателя с принудительной вентиляцией.
Подшипниковый узел
В двигателях 112M2 применяются шариковые радиальные подшипники качения. Со стороны привода (DE) обычно устанавливается подшипник большего типоразмера, воспринимающий основную радиальную нагрузку, со стороны противопривода (NDE) – подшипник меньшего размера. Типовые номера подшипников: 6208-2Z/C3 (DE) и 6206-2Z/C3 (NDE) или аналоги. Буква «Z» обозначает наличие металлических защитных шайб (закрытый тип), «C3» – увеличенный радиальный зазор для работы при повышенных температурах. Смазка – консистентная, типа Литол-24 или ее импортные аналоги. Интервал замены смазки – 4000-10000 часов работы в зависимости от условий эксплуатации.
Сфера применения и типовые приводы
Высокая частота вращения (около 2900 об/мин) определяет основную область применения двигателя 112M2 – привод механизмов, требующих высокой скорости. К ним относятся:
Для подключения к рабочему механизму используется прямой привод через упругую муфту, ременную передачу или редуктор. При использовании ременных передач необходимо учитывать дополнительную радиальную нагрузку на вал, которая не должна превышать допустимую для данного типоразмера двигателя (обычно 100-150 Н в середине конца вала).
Выбор, монтаж и эксплуатация
При выборе двигателя 112M2 для замены или нового проекта необходимо убедиться в соответствии:
Монтаж должен производиться на ровную, жесткую, заземленную металлическую поверхность. Перекос лап при креплении недопустим, так как ведет к повышенной нагрузке на подшипники и преждевременному выходу их из строя. Обязательно проведение периодического технического обслуживания: контроль вибрации, температуры подшипниковых узлов (не должна превышать 80-85°C), очистка наружных поверхностей от загрязнений для обеспечения теплоотвода, проверка состояния клеммной коробки и затяжки болтовых соединений.
Часто задаваемые вопросы (FAQ)
1. Чем отличается двигатель 112M2 от 112M4?
Основное отличие – количество полюсов. 112M2 – двухполюсный (3000 об/мин), 112M4 – четырехполюсный (1500 об/мин). При одинаковом габарите (высоте оси вращения) двигатель 112M4 имеет, как правило, номинальную мощность около 4.0 кВт, то есть меньшую, чем у 112M2 (5.5 кВт), но больший номинальный момент за счет более низкой скорости.
2. Можно ли использовать двигатель 112M2 с частотным преобразователем (ЧП)?
Да, большинство современных общепромышленных двигателей серии АИР, включая 112M2, совместимы с частотными преобразователями. Однако для длительной работы на низких скоростях (менее 20-30% от номинала) требуется обеспечить независимое охлаждение двигателя. Также при использовании с ЧП рекомендуется выполнять симметрирование подводимого напряжения и, при необходимости, устанавливать дроссели или синус-фильтры для защиты обмотки от импульсных перенапряжений.
3. Какой пусковой аппарат рекомендуется для данного двигателя?
Для прямого пуска от сети (самый распространенный способ) используется электромагнитный пускатель (контактор) с тепловым реле. Номинальный ток пускателя должен быть не менее номинального тока двигателя (11 А). Рекомендуется выбирать пускатель на 16-25 А. Ток уставки теплового реле выставляется в диапазоне 1.05-1.1 от IN двигателя (примерно 11.5-12.1 А). Для снижения пусковых токов в сетях малой мощности могут применяться устройства плавного пуска (софтстартеры) или частотные преобразователи.
4. Что означает буква «M» в обозначении и бывают ли другие варианты?
Буква «M» обозначает условную длину сердечника статора (габарит по длине). В серии АИР для габарита 112 мм существуют исполнения: S – короткая (для меньшей мощности), L – длинная (для большей мощности). Однако для конкретной мощности 5.5 кВт и 2 полюсов стандартизировано исполнение «M». В других габаритах или сериях буквенный индекс может отличаться.
5. Как определить, что подшипники двигателя требуют замены?
Основные признаки износа подшипников: повышенный шум (гул, скрежет), увеличенная вибрация корпуса, нагрев подшипникового узла сверх допустимого (более 90-95°C), люфт вала в радиальном или осевом направлении. При появлении этих симптомов необходимо остановить двигатель и провести замену подшипников с одновременной очисткой посадочных мест и заправкой свежей смазки.
6. Каков средний срок службы двигателя 112M2?
При соблюдении номинальных условий эксплуатации, своевременном техническом обслуживании и отсутствии перегрузок расчетный срок службы двигателя составляет 15-20 лет. Наработка на отказ может превышать 40 000 часов. Критическим элементом, определяющим межремонтный интервал, обычно являются подшипники качения, ресурс которых составляет 10-20 тыс. часов.
Заключение
Электродвигатель 112M2 является типовым и широко распространенным представителем общепромышленных асинхронных двигателей средней мощности. Его характеристики, строго стандартизированные на международном уровне, делают его универсальным решением для множества приводных задач, требующих высокой скорости вращения. Понимание его полных технических параметров, условий монтажа и эксплуатации позволяет обеспечить надежную, долговечную и энергоэффективную работу в составе любого промышленного оборудования.