Электродвигатели 180S2

Электродвигатели 180S2: технические характеристики, конструкция и область применения

Электродвигатель 180S2 представляет собой асинхронный двигатель трехфазного тока с короткозамкнутым ротором, соответствующий серии АИР (или аналогичным общепромышленным сериям по ГОСТ и МЭК). Индекс в обозначении расшифровывается следующим образом: «180» — высота оси вращения вала в миллиметрах, «S» — установочный размер по длине станины (короткая длина), «2» — число полюсов, что соответствует синхронной частоте вращения 3000 об/мин. Данные двигатели относятся к наиболее распространенному классу общепромышленных электродвигателей средней мощности.

Конструктивные особенности и стандарты

Электродвигатели 180S2 изготавливаются в соответствии с требованиями международных стандартов IEC 60034 и национальных ГОСТ 51689-2000 (ГОСТ Р 51689-2000). Конструкция является закрытой, обдуваемой (IP54 или IP55), что обеспечивает защиту от попадания внутрь пыли и водяных струй. Основные узлы включают в себя:

• Станина: Литая, из чугуна, с ребрами охлаждения. Предназначена для крепления активных частей и обеспечения отвода тепла.
• Статор: Сердечник набран из изолированных листов электротехнической стали, в пазах уложена трехфазная обмотка из медного провода с классом нагревостойкости не ниже F (155°C).
• Ротор: Короткозамкнутый, типа «беличья клетка». Сердечник также шихтованный, алюминиевая обмотка залита под давлением.
• Подшипниковые щиты: Чугунные, удерживающие подшипниковые узлы. Используются подшипники качения (обычно шариковые) серии 6000 и 6000Z/2RS в зависимости от модификации.
• Вал: Выходной конец вала выполнен цилиндрическим, стандартизирован под установку стандартных полумуфт или шкивов.
• Коробка выводов: Расположена в верхней части станины, обеспечивает подключение питающего кабеля и возможность изменения схемы соединения обмоток («звезда»/»треугольник»).

Основные технические параметры

Номинальные параметры двигателя 180S2 рассчитаны для работы от сети 380 В, 50 Гц. Ключевые характеристики сведены в таблицу.

Таблица 1. Сводные технические характеристики электродвигателя 180S2

Параметр	Значение	Примечание
Мощность, P2Н	22 кВт	Номинальная полезная мощность на валу
Синхронная частота вращения, n0	3000 об/мин	Соответствует 2 полюсам
Номинальная частота вращения, nН	≈ 2940 об/мин	Зависит от коэффициента скольжения
Номинальный ток, IН	42,5 А (при 380В, Δ)	Для соединения «треугольник»
Коэффициент полезного действия, η	90.5%	При номинальной нагрузке
Коэффициент мощности, cos φ	0.89
Кратность пускового тока, Iп/IН	7.0
Кратность пускового момента, Mп/MН	2.0
Кратность максимального момента, Mmax/MН	2.4
Масса	≈ 180 кг	Может незначительно варьироваться
Степень защиты	IP54 / IP55	По заказу
Класс нагревостойкости изоляции	F	Рабочая температура до 155°C
Уровень шума	≤ 80 дБА	Типовое значение

Механические характеристики и установочные размеры

Двигатели серии 180S2 имеют строго стандартизированные присоединительные размеры по ГОСТ 2479 (IEC 60072-1). Это обеспечивает взаимозаменяемость и простоту монтажа. Основные установочные и габаритные размеры представлены в таблице.

Таблица 2. Основные установочные и габаритные размеры двигателя 180S2 (типовые)

Обозначение размера	Значение, мм	Описание
h (высота оси вращения)	180	Основной типоразмер
l1 (длина от края лапы до конца вала)	625
l10 (длина от центра лапы до конца вала)	475
l31 (длина выступающей части вала)	110
d1 (диаметр вала)	55	С пазом для шпонки
b1 (ширина шпонки)	16
h1 (высота шпонки)	10
h (высота лап)	180
b10 (расстояние между отверстиями в лапах вдоль)	305
a (расстояние между отверстиями в лапах поперек)	241
Диаметр отверстия в лапе	19	Под болт М18

Режимы работы и условия эксплуатации

Электродвигатель 180S2 рассчитан на продолжительный режим работы S1 по ГОСТ и IEC. Это означает, что двигатель может работать при номинальной нагрузке неограниченно долго, пока температура всех его частей не достигнет установившегося значения. Допустимые условия окружающей среды:

• Высота над уровнем моря: не более 1000 м.
• Температура окружающей среды: от -40°C до +40°C (для стандартного исполнения, при температуре охлаждающей среды +40°C).
• Относительная влажность воздуха: не более 98% при +25°C.
• Рабочее положение: горизонтальное, вдоль оси вала. Возможны другие положения по согласованию с производителем, что может потребовать изменения смазки подшипников.

Двигатель не предназначен для работы в средах, содержащих взрывоопасные газы, агрессивные пары, проводящую пыль в концентрациях, нарушающих работу изоляции.

Пуск и управление

Высокая синхронная скорость и значительная мощность обуславливают высокие пусковые токи (до 300 А). Для прямого пуска (DOL) необходимо обеспечить соответствие питающей сети требованиям по допустимой нагрузке. В случаях, когда прямой пуск недопустим, применяются устройства плавного пуска или частотные преобразователи (ЧП). Использование ЧП позволяет не только снизить пусковые токи, но и осуществлять регулирование скорости в широком диапазоне, что часто требуется в системах вентиляции, насосных агрегатах. При подключении важно правильно выбрать схему соединения обмоток статора («звезда» или «треугольник») в соответствии с напряжением питающей сети (660/380 В или 380/220 В).

Области применения

Благодаря высокой скорости и надежности, двигатели 180S2 находят широкое применение в различных отраслях промышленности в качестве привода для:

• Центробежных насосов и компрессоров.
• Вентиляторов и дымососов большой производительности.
• Конвейерных линий и транспортеров.
• Деревообрабатывающего оборудования (пилорамы, фрезерные станки).
• Насосных станций водоснабжения и водоотведения.
• Вспомогательного оборудования на производственных линиях.

Техническое обслуживание и диагностика

Плановое техническое обслуживание (ТО) включает в себя:

• Контроль вибрации: Допустимый уровень вибрации на подшипниковых щитах не должен превышать 4.5 мм/с для исполнения «Н» (нормальное) по ГОСТ.
• Контроль температуры: Температура подшипников не должна превышать +95°C, температура статора — значения, соответствующего классу изоляции F с запасом.
• Регламент смазки подшипников: Необходимо периодически пополнять смазку в подшипниковых узлах. Тип смазки (чаще всего Лита-24, ЦИАТИМ-221 или аналоги) и периодичность (примерно каждые 4000-5000 часов работы) указываются в паспорте.
• Чистка и проверка изоляции: Внешняя чистка от загрязнений, проверка сопротивления изоляции обмоток мегомметром (не менее 1 МОм при 500 В).
• Контроль затяжки крепежных элементов: Проверка крепления лап к фундаменту, соединения с приводным механизмом.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается двигатель 180S2 от 180M2?

Буква «S» и «M» в обозначении указывает на установочный размер по длине станины. «S» (short) — короткая станина, «M» (medium) — средняя. У двигателя 180M2 при той же высоте оси вращения (180 мм) и числе полюсов (2) мощность будет выше — обычно 30 кВт. Он имеет большую длину и массу для лучшего теплоотвода.

Можно ли использовать двигатель 180S2 для частотного регулирования?

Да, стандартные двигатели серии АИР пригодны для работы с частотными преобразователями. Однако для длительной работы на низких скоростях (ниже 20-25 Гц) с полной нагрузкой может потребоваться независимое охлаждение (вентилятор на отдельном валу). Также при длинных кабелях между ЧП и двигателем необходимо использование выходных дросселей или синус-фильтров для защиты изоляции обмоток от перенапряжений.

Какие аналоги существуют у двигателя 180S2?

Прямыми аналогами являются двигатели серий RA (фирмы ABB), Siemens (1LA/1LG), WEG, а также отечественные двигатели старых серий А, А2, 5АМ, 5АИ. При замене необходимо сверять не только мощность и скорость, но и установочные размеры, массогабаритные показатели и класс энергоэффективности.

Какой класс энергоэффективности у данного двигателя?

Современные двигатели серии АИР 180S2, как правило, соответствуют классу энергоэффективности IE2 (стандартный) или IE3 (премиум) по международной классификации IEC 60034-30-1. Более старые выпуски могут соответствовать более низкому классу IE1. Класс указывается на шильде двигателя.

Что делать, если сопротивление изоляции обмоток ниже нормы?

Снижение сопротивления изоляции (менее 1 МОм) обычно вызвано увлажнением или загрязнением. Требуется сушка обмоток токами статора или в специальной тепловой камере. Перед сушкой необходимо выполнить механическую очистку. Если после качественной сушки сопротивление не восстанавливается, вероятно старение или повреждение изоляции, требующее перемотки статора.

Как правильно выбрать тепловую защиту для двигателя 180S2?

Защита от перегрузки осуществляется через правильно настроенные тепловые реле или электронные расцепители в составе пускателей. Номинальный ток уставки должен быть равен или незначительно превышать номинальный ток двигателя (42.5 А для Δ/380В). Для точной защиты от перегрева обмоток рекомендуется использовать встроенные датчики температуры (термосопротивления PTC или PT100), подключенные к соответствующему устройству управления.

Каков ожидаемый срок службы двигателя 180S2?

При соблюдении условий эксплуатации, номинальной нагрузки, своевременном техническом обслуживании и отсутствии перегревов расчетный срок службы электродвигателя составляет 15-20 лет. Критическим элементом, определяющим ресурс, часто являются подшипниковые узлы, состояние которых зависит от правильности смазки и соосности с приводным механизмом.