Электродвигатели АИР 112 М4
Электродвигатели АИР 112 М4: полный технический анализ и эксплуатационные характеристики
Электродвигатель АИР 112 М4 представляет собой асинхронный двигатель трехфазного тока с короткозамкнутым ротором, являющийся одним из наиболее распространенных агрегатов в серии АИР. Данная серия соответствует требованиям ГОСТ Р 51689-2000 (а также ранее действовавшего ГОСТ 183-74) и международным стандартам IEC 60034. Индекс в обозначении расшифровывается следующим образом: «АИР» – обозначение серии асинхронных двигателей, «112» – высота оси вращения вала в миллиметрах (габарит), «М» – установочный размер по длине станины (средняя длина), «4» – число полюсов, что соответствует синхронной частоте вращения 1500 об/мин. Номинальная мощность двигателей данного габарита составляет 5.5 кВт.
Конструктивные особенности и исполнения
Двигатель АИР 112 М4 выполнен в закрытом обдуваемом исполнении (IP54). Конструкция включает в себя следующие основные узлы:
- Станина: Литая, из чугуна марки СЧ15, обеспечивает жесткость конструкции и эффективный отвод тепла. Имеет ребристую наружную поверхность для увеличения площади охлаждения.
- Сердечник статора: Набран из изолированных листов электротехнической стали, запрессован в станину. В пазы сердечника уложена трехфазная обмотка из медного провода с теплостойкой изоляцией класса F.
- Ротор: Короткозамкнутый, типа «беличья клетка». Сердечник ротора также шихтованный, залит алюминиевым сплавом, формирующим стержни, торцевые кольца и вентиляционные лопатки.
- Подшипниковые щиты: Чугунные, крепятся к станине. В них установлены подшипники качения: обычно со стороны привода – радиально-упорный шарикоподшипник (№306), со стороны противопривода – радиальный шарикоподшипник (№306).
- Вентилятор и кожух: Центробежный вентилятор из пластика или алюминиевого сплава, закрытый защитным кожухом, обеспечивает принудительное воздушное охлаждение.
- Клеммная коробка: Расположена в верхней части станины. Имеет степень защиты IP54, допускает подвод кабеля как справа, так и слева (при перестановке крышки). Обмотка статора может соединяться по схемам «звезда» (Y) на напряжение 380В или «треугольник» (Δ) на напряжение 220В для работы в сетях 380/660В.
- Привод насосов центробежного типа (водоснабжение, отопление, канализация).
- Вентиляторы и дымососы средней производительности.
- Компрессоры поршневые и винтовые малой мощности.
- Конвейеры, транспортеры, нории.
- Станки (дерево- и металлообрабатывающие, заточные).
- Подъемно-транспортное оборудование (лебедки, тали).
- Внешней чистоты и эффективности вентиляции.
- Уровня вибрации (не должна превышать 2.8 мм/с для данного габарита).
- Температуры подшипниковых узлов (на ощупь или пирометром, не выше +95°C).
- Состояния смазки в подшипниках. Замена смазки проводится через 8-10 тыс. часов работы, используется пластичная смазка типа Литол-24 в количестве 60-80 г для каждого подшипника.
- Периодический контроль сопротивления изоляции мегомметром на 500В (должно быть не менее 1 МОм в холодном состоянии).
Двигатель выпускается в различных климатических исполнениях (У, УХЛ для умеренного и холодного климата) и категориях размещения (1, 2, 3). Доступны модификации с фланцевым креплением (АИР 112 МФ4) и комбинированным креплением (лапы + фланец).
Основные технические характеристики
Ключевые параметры электродвигателя АИР 112 М4 сведены в таблицу.
| Параметр | Значение | Примечание |
|---|---|---|
| Номинальная мощность, Pн | 5.5 кВт | Мощность на валу при номинальной нагрузке |
| Синхронная частота вращения | 1500 об/мин | Частота вращения магнитного поля |
| Номинальная частота вращения, nн | ≈ 1420-1440 об/мин | Зависит от КПД и коэффициента мощности |
| Номинальное напряжение | 380 В | Для сети 50 Гц |
| Номинальный ток, Iн | 11.4 А (при 380В, КПД 85.5%) | Фактическое значение зависит от КПД конкретного экземпляра |
| Коэффициент полезного действия (КПД), η | 85.5% | Среднее значение по ГОСТ, фактическое – в сертификате |
| Коэффициент мощности, cos φ | 0.84 | При номинальной нагрузке |
| Кратность пускового тока, Iп/Iн | 7.0 | Отношение тока при прямом пуске к номинальному |
| Кратность пускового момента, Mп/Mн | 2.2 | Отношение момента при пуске к номинальному |
| Кратность максимального момента, Mmax/Mн | 2.4 | Отношение критического момента к номинальному |
| Масса двигателя | ≈ 57 кг | Зависит от производителя и материала (чугун/алюминий) |
| Степень защиты | IP54 | Защита от пыли и брызг воды |
| Класс нагревостойкости изоляции | F (155°C) | Рабочая температура изоляции – класс B (130°C) |
Механические характеристики и режимы работы
Двигатель АИР 112 М4 имеет жесткую механическую характеристику – незначительное снижение частоты вращения при увеличении нагрузки от холостого хода до номинальной. Это делает его устойчивым в работе при колебаниях нагрузки. Номинальный момент на валу рассчитывается по формуле: Mн = 9550 Pн / nн = 9550 5.5 / 1440 ≈ 36.5 Н·м. Двигатель рассчитан на длительный режим работы S1 по ГОСТ, при котором он может работать неограниченно долго при номинальной мощности без превышения допустимой температуры. Также возможна работа в других режимах (S2 – кратковременный, S3 – повторно-кратковременный) при соответствующем пересчете мощности.
Схемы подключения и пуск
Обмотки статора двигателя имеют шесть выводов (U1, V1, W1; U2, V2, W2), что позволяет гибко подключать его к сетям с разным линейным напряжением. Для наиболее распространенной трехфазной сети 380В / 50Гц применяется схема «звезда» (Y). В этом случае напряжение на фазной обмотке составляет 220В. Пуск двигателя, как правило, прямой (напрямую от сети). При номинальном токе ~11.4А и пусковой кратности 7, пусковой ток достигает ~80А, что необходимо учитывать при выборе аппаратуры защиты (автоматических выключателей, предохранителей) и сечения питающих кабелей. Для снижения пусковых токов в ряде случаев применяют схемы звезда-треугольник, но для двигателя 5.5 кВт это часто экономически нецелесообразно, и прямой пуск является нормой при соответствующей пропускной способности сети.
Области применения
Благодаря надежности, стандартизированным установочным размерам и оптимальному соотношению мощности и габаритов, двигатель АИР 112 М4 нашел широкое применение в различных отраслях промышленности для привода механизмов с постоянной или слабо меняющейся нагрузкой:
Выбор, монтаж и техническое обслуживание
При выборе двигателя для замены или проектирования нового привода необходимо убедиться в соответствии установочных размеров по ГОСТ 2479 (габариты по лапам) и фланцу (если используется). Ключевые размеры для АИР 112 М4: межосевое расстояние отверстий в лапах по длине – 190 мм, по ширине – 140 мм, диаметр выходного конца вала – 32 мм (исполнение 6g по ГОСТ), длина вала – 80 мм. Монтаж должен производиться на ровную, жесткую фундаментную плиту с точной центровкой вала двигателя и рабочей машины. Несоосность более 0.05 мм приводит к повышенным вибрациям, износу подшипников и выходу из строя. Техническое обслуживание включает в себя регулярный контроль:
Часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается двигатель АИР 112 М4 от АИР 112 МА4 или АИР 112 МВ4?
Отличие заключается в длине сердечника статора (установочный размер по длине). «М» – средняя длина, «МА» – первая (меньшая) длина, «МВ» – вторая (большая) длина. Разная длина влияет на массу, момент инерции и незначительно на КПД, но номинальная мощность (5.5 кВт) и высота оси вращения (112 мм) остаются одинаковыми.
Можно ли использовать этот двигатель в сети 220В?
Да, но только с использованием частотного преобразователя (инвертора) или конденсаторного пуска в однофазной сети. При конденсаторном пуске мощность на валу снизится на 30-40%, и двигатель будет работать в неоптимальном режиме. Рекомендуется использовать частотный преобразователь, который также позволяет регулировать скорость.
Какой автомат защиты выбрать для АИР 112 М4?
Номинальный ток теплового расцепителя автоматического выключателя выбирается на 10-20% выше номинального тока двигателя (11.4А). Подойдет автомат на 13-16А с характеристикой срабатывания «D» (для двигателей с высокими пусковыми токами) или «C». Электромагнитный расцепитель сработает при 7-10 Iн автомата, что позволит избежать ложных отключений при пуске.
Что означает класс изоляции F и почему рабочая температура класса B?
Класс изоляции F (155°C) указывает на температурную стойкость изоляционных материалов. Однако, по стандарту, для обеспечения длительного ресурса, перегрев обмотки (превышение температуры над температурой окружающей среды +40°C) ограничивается 80К (градусов Кельвина). Таким образом, максимально допустимая рабочая температура обмотки составляет 40°C + 80°C = 120°C, что соответствует классу B (130°C). Это стандартный запас по нагревостойкости, повышающий надежность.
Как определить, что подшипники требуют замены?
Основные признаки износа подшипников: повышенный равномерный гул или прерывистый стук со стороны подшипниковых щитов, увеличение вибрации, нагрев корпуса подшипникового узла свыше 95°C, вытекание или потемнение смазки. При появлении этих симптомов необходима разборка и замена подшипников.
Каков средний срок службы двигателя АИР 112 М4?
При соблюдении условий эксплуатации, номинальной нагрузке, своевременном техническом обслуживании и питании от сети с нормальными параметрами (напряжение ±5%, несимметрия фаз не более 1%), ресурс двигателя до капитального ремонта составляет 30-40 тысяч часов. На практике это может быть 10-15 лет работы.
Заключение
Электродвигатель АИР 112 М4 является эталонным агрегатом в своем классе мощности, сочетающим проверенную временем конструкцию, высокую надежность и ремонтопригодность. Его технические характеристики оптимальны для широкого спектра промышленных приводов постоянной скорости. Правильный выбор, монтаж с точной центровкой и регулярное профилактическое обслуживание являются залогом многолетней безотказной работы данного электродвигателя. При модернизации приводов он может быть успешно заменен на двигатели серий АИРС, АИРЕ (с повышенным КПД) или аналогичными агрегатами других производителей при полном соответствии установочных и присоединительных размеров.