Электродвигатели АИС 160 L4

Электродвигатели АИС 160 L4: полное техническое описание, характеристики и область применения

Электродвигатель АИС 160 L4 представляет собой асинхронный двигатель трехфазного тока с короткозамкнутым ротором, соответствующий современному межгосударственному стандарту ГОСТ IEC 60034-1 (ранее часто классифицировался по ГОСТ 51689-2000 и серии АИР). Данная модель является одной из наиболее востребованных в линейке мощностей до 30 кВт благодаря оптимальному соотношению мощности, габаритов, крутящего момента и стоимости. Расшифровка обозначения: АИС – Асинхронный Исполнения Стандартного (общепромышленное исполнение), 160 – высота оси вращения вала в миллиметрах (габаритный размер), L – установочный размер по длине станины (в данном случае – средняя длина), 4 – количество полюсов (соответствует синхронной частоте вращения 1500 об/мин).

Конструктивные особенности и исполнения

Двигатель АИС 160 L4 имеет закрытое обдуваемое исполнение (IP54 или IP55), что обеспечивает защиту от попадания внутрь пыли и водяных брызг. Конструкция включает в себя литой чугунный корпус и станину, обеспечивающие высокую механическую прочность и эффективный отвод тепла. Активная часть состоит из шихтованного магнитопровода статора из электротехнической стали, в пазы которого уложена обмотка из медного провода с теплостойкой изоляцией класса F (рассчитана на температуру 155°C), что позволяет двигателю работать с перегрузками при номинальном классе нагрева B (130°C). Ротор – короткозамкнутый, типа «беличья клетка», выполненный методом литья под давлением из алюминиевого сплава. На валу установлен вентилятор, закрытый защитным кожухом, для принудительного воздушного охлаждения. Двигатель поставляется в основном исполнении IM 1081 (лапы с одним цилиндрическим концом вала), но также доступны модификации IM 2081 (с фланцем) или IM 3081 (лапы + фланец).

Основные технические характеристики

Номинальные параметры двигателя приведены для работы от сети переменного тока 380/660 В, частотой 50 Гц. Основные характеристики сведены в таблицу.

Энергоэффективность: классы IE2, IE3, IE4

Современные двигатели АИС производятся с различными классами энергоэффективности согласно ГОСТ IEC 60034-30-1. Базовая модель, как правило, соответствует классу IE2 (Повышенный). В настоящее время стандартом де-факто для большинства применений является класс IE3 (Высокий), а для новых проектов все чаще рассматриваются двигатели класса IE4 (Сверхвысокий). Для АИС 160 L4 значения КПД в зависимости от класса следующие:

• Класс IE2: КПД ≥ 89.4% (базовое значение).
• Класс IE3: КПД ≥ 90.6%. Достигается за счет оптимизации магнитной системы, использования более качественных электротехнических сталей и точного производства.
• Класс IE4 (в модификациях): КПД ≥ 92.0%. Часто требуют использования дополнительных технологий, таких как магниты в конструкции ротора или улучшенная геометрия.

Выбор класса энергоэффективности является технико-экономическим расчетом, учитывающим разницу в стоимости двигателя и стоимость сэнергии за весь жизненный цикл.

Монтажные и присоединительные размеры

Габаритные и установочные размеры АИС 160 L4 стандартизированы по ГОСТ 2479 (IEC 60072-1). Ключевые размеры для исполнения IM 1081:

• Высота оси вращения (h): 160 мм.
• Установочные размеры лап (l x b): 279 x 254 мм.
• Диаметр вала (d): 42 мм.
• Длина вала (l₁₀): 110 мм.
• Высота от лап до центра вала (h₁): 160 мм.
• Диаметр фланца (для исполнений с фланцем D): 300 мм.

Эти размеры обеспечивают взаимозаменяемость двигателей разных производителей, соответствующих стандарту.

Область применения и рекомендуемые механизмы

Благодаря надежности, средней мощности и частоте вращения, АИС 160 L4 нашел широкое применение в различных отраслях промышленности. Основные области использования:

• Насосное оборудование: Центробежные, поршневые и шестеренные насосы для воды, теплоносителей, химических жидкостей.
• Вентиляторное и компрессорное оборудование: Приводы вентиляторов общепромышленного назначения, вытяжных систем, дымососов, воздуходувок, поршневых и винтовых компрессоров.
• Транспортеры и конвейеры: Ленточные, цепные и винтовые конвейеры средней длины и мощности.
• Станки и технологическое оборудование: Приводы металлорежущих и деревообрабатывающих станков (токарных, фрезерных, сверлильных), смесителей, дробилок, экструдеров.
• Подъемно-транспортное оборудование: Лебедки, тельферы, кран-балки небольшой грузоподъемности.

Схемы подключения и управление

Обмотки статора двигателя АИС 160 L4, как правило, выполнены на номинальное напряжение 220/380 В или 380/660 В. Это позволяет гибко подключать двигатель к сетям с разным линейным напряжением:

• Сеть 380 В (3 фазы): Обмотки соединяются по схеме «треугольник» (Δ). Напряжение на фазную обмотку составляет 380 В.
• Сеть 660 В (3 фазы): Обмотки соединяются по схеме «звезда» (Y). Напряжение на фазную обмотку также составляет 380 В, что соответствует номиналу.

Для прямого пуска двигателя данной мощности (15 кВт) требуется автоматический выключатель или контактор с тепловым реле, рассчитанный на номинальный ток ~30 А. Пусковой ток при этом составит 200-230 А, что необходимо учитывать при выборе аппаратуры и сечения питающего кабеля. Для снижения пусковых токов и плавного пуска могут применяться устройства плавного пуска (УПП) или частотные преобразователи (ЧП). ЧП также позволяют осуществлять регулирование скорости в диапазоне примерно 1:10 с сохранением момента, что критически важно для насосов и вентиляторов с целью экономии энергии.

Техническое обслуживание и диагностика

Плановое техническое обслуживание асинхронного двигателя АИС 160 L4 включает в себя:

• Внешний осмотр и очистку: Удаление пыли и грязи с корпуса и ребер охлаждения для обеспечения нормального теплоотвода.
• Контроль вибрации: Допустимый уровень вибрации для данного габарита обычно не должен превышать 2.8 мм/с (по ГОСТ ISO 10816).
• Контроль температуры: Наиболее доступный метод – измерение температуры корпуса термометром или пирометром. Превышение температуры может указывать на перегруз, проблемы с охлаждением или дефекты подшипников.
• Контроль подшипникового узла: Проверка состояния смазки (для двигателей с подшипниками, требующими пополнения смазки), замена смазки по регламенту (обычно каждые 4000-10000 часов работы). Прослушивание на предмет посторонних шумов.
• Измерение сопротивления изоляции: Мегаомметром на напряжение 500 В или 1000 В. Сопротивление изоляции обмоток относительно корпуса и между фазами должно быть не менее 1 МОм при холодной обмотке, а рекомендуемые значения обычно превышают 10-20 МОм.
• Контроль электрических параметров: Измерение токов в фазах, симметричности напряжений и сопротивлений обмоток.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается АИС 160 L4 от старого обозначения АИР 160 L4?

По сути, это двигатели одного габарита и основных параметров. Обозначение АИС (Асинхронный Исполнения Стандартного) пришло на смену АИР (Асинхронный с Интерфейсом Роторным) в связи с гармонизацией российских стандартов с международными (IEC). Современные двигатели, маркированные АИС, соответствуют актуальным нормам ГОСТ IEC 60034 по энергоэффективности, шуму, вибрации. Конструктивно они аналогичны.

Какой класс энергоэффективности выбрать: IE2 или IE3?

Выбор зависит от режима работы и экономического расчета. Двигатель класса IE3 на 1-2% эффективнее, но дороже. При непрерывной работе более 4000 часов в год переплата за IE3 окупается за счет экономии электроэнергии за 1-3 года. Для оборудования с сезонной или нерегулярной работой может быть достаточно IE2. С 2023 года в ЕАЭС для большинства двигателей мощностью от 0.75 до 100 кВт обязательным минимальным классом является IE3 (с исключениями).

Можно ли подключить двигатель 380/660 В к сети 220 В (три фазы)?

Нет, напрямую – нельзя. Для работы в сети 220 В трехфазной (например, от генератора) номинальное напряжение обмоток двигателя должно быть 127/220 В. Двигатель с маркировкой 380/660 В при подключении к 220 В будет выдавать очень малую мощность, быстро перегреется и выйдет из строя. Теоретически возможно использование частотного преобразователя с функцией повышения напряжения, но это дорогое и нестандартное решение.

Как правильно подобрать кабель для подключения АИС 160 L4?

Сечение кабеля выбирается по номинальному току с учетом условий прокладки. Для I_Н=30.3 А (380В) минимальное сечение медного кабеля в резиновой или ПВХ изоляции при прокладке в воздухе – 4 мм² (допустимый ток ~35 А). Однако с учетом пусковых токов, длины линии и требований ПУЭ рекомендуется сечение 6 мм² (до 42 А). Для алюминиевого кабеля сечение должно быть на ступень выше – 10 мм². Обязательно использование трехжильного кабеля (для трех фаз) с защитным заземлением (отдельный провод или жила в составе кабеля).

Что означает буква «L» в обозначении АИС 160 L4?

Буква обозначает установочный размер по длине станины (l₁). Для габарита 160 мм возможны три длины: «S» (short) – короткая, «M» (medium) – средняя, «L» (long) – длинная. Длина «L» указывает на самую длинную станину в этом габарите, что, как правило, соответствует большей мощности в линейке (для 160 габарита – 15 кВт при 4 полюсах) по сравнению с исполнением «M» (11 кВт) или «S» (7.5-9 кВт). Более длинная станина улучшает охлаждение и увеличивает момент инерции.

Какие подшипники используются в двигателе АИС 160 L4 и когда их менять?

Со стороны привода (DE) обычно устанавливается шариковый радиально-упорный подшипник (например, 6310 C3), со стороны противопривода (NDE) – шариковый радиальный (например, 6310 C3 или 6210 C3). Ресурс подшипников при правильной смазке и отсутствии перекосов составляет 25 000 – 40 000 часов. Признаки необходимости замены: повышенный шум (гул, скрежет), вибрация, нагрев подшипникового щита. Смазку (если она предусмотрена конструкцией) следует менять по регламенту производителя, обычно каждые 4000-10000 часов работы.

Почему двигатель греется выше допустимой температуры даже без нагрузки?

Возможные причины: несимметрия напряжений в питающей сети (перекос фаз), межвитковое замыкание в обмотке, повышенное трение в подшипниках (износ, отсутствие смазки, перетяжка), задевание ротором статора (из-за износа подшипников), неправильная схема подключения (например, при требуемом «треугольнике» обмотки соединены «звездой» под полным напряжением). Необходима поэтапная диагностика: проверка токов по фазам, сопротивления изоляции, зазоров, состояния подшипников.