Электродвигатели 225 M4

Электродвигатели 225 M4: полный технический обзор и сфера применения

Электродвигатель асинхронный трехфазный серии 225 M4 представляет собой электрическую машину с высотой оси вращения 225 мм и установочным исполнением M4 (лапы с фланцем на станине). Данный типоразмер является одним из наиболее распространенных и востребованных в промышленном приводе средней мощности. В рамках данной статьи будут детально рассмотрены конструктивные особенности, технические параметры, сфера применения, аспекты выбора и эксплуатации двигателей данного габарита.

Расшифровка обозначения и конструктивное исполнение

Маркировка «225 M4» следует понимать следующим образом:

• 225 – высота оси вращения вала над плоскостью установки (в миллиметрах). Для данного габарита номинальный диаметр сердечника статора (D_{статора}) составляет, как правило, 349 мм.
• M – установочное исполнение по ГОСТ 2479 (IEC 60034-7). Буква «M» обозначает, что двигатель имеет лапы для крепления к фундаменту.
• 4 – количество полюсов. Цифра «4» указывает на синхронную частоту вращения магнитного поля статора 1500 об/мин (при частоте сети 50 Гц). Соответственно, номинальная частота вращения вала при полной нагрузке (скольжение) составляет примерно 1470-1485 об/мин, в зависимости от мощности и класса энергоэффективности.

Исполнение «M4» означает, что двигатель, помимо лап, оснащен фланцем на станине (не на щите подшипника). Это комбинированное крепление значительно расширяет возможности монтажа: двигатель может устанавливаться как на лапах на раме или фундаменте, так и присоединяться фланцем к ответному узлу приводного механизма, что повышает жесткость и соосность соединения. Конструктивно двигатель состоит из станины (корпуса), сердечника статора с трехфазной обмоткой, ротора (короткозамкнутого, типа «беличья клетка»), двух щитов подшипниковых с подшипниками качения, вентилятора и вентиляционного кожуха. Корпус обычно выполняется из чугуна, что обеспечивает высокую механическую прочность и хорошее демпфирование вибраций.

Основные технические характеристики и параметры

Габарит 225 M4 охватывает диапазон мощностей, который может варьироваться в зависимости от конкретной серии двигателя (5АМ, АИР, АИРМ, RA и др.) и класса энергоэффективности. Наиболее распространенные значения для двигателей общего промышленного назначения серии АИР (по ГОСТ Р 51689-2000, IEC 60034-30) приведены в таблице.

Таблица 1. Основные параметры электродвигателей 225 M4 (серия АИР, ~50 Гц, 380/660 В)

Мощность, P2Н (кВт)	Номинальная частота вращения, n (об/мин)	КПД, η (%)	Коэффициент мощности, cos φ	Номинальный ток, IН (А) при 380В	Пусковой ток, IП/IН	Масса, (кг) ~
22	1470	90.4	0.86	42.5	7.0	170
30	1470	91.4	0.87	56.9	7.0	200
37	1475	92.0	0.88	69.8	7.5	240
45	1480	92.5	0.88	84.2	7.5	280
55	1485	93.0	0.89	102.5	7.5	320

Важно отметить, что с переходом на классы энергоэффективности IE2, IE3, IE4 (по IEC 60034-30-1) значения КПД для аналогичной мощности увеличиваются. Например, двигатель 225 M4 мощностью 37 кВт класса IE3 будет иметь КПД не менее 93.6%, что приводит к снижению номинального тока и эксплуатационных потерь. Критически важными параметрами также являются:

• Момент инерции ротора (J_рот): определяет динамические характеристики при разгоне и торможении. Для данного габарита составляет примерно 0.15-0.30 кг·м².
• Максимальный момент (M_max/M_Н): обычно находится в диапазоне 2.2 – 3.0, характеризует перегрузочную способность.
• Пусковой момент (M_П/M_Н): для двигателей с короткозамкнутым ротором обычно 1.8 – 2.4.
• Уровень звуковой мощности (L_w): как правило, не превышает 85-95 дБА, зависит от системы охлаждения.

Классы энергоэффективности и климатическое исполнение

Современные двигатели 225 M4 производятся в соответствии с международными стандартами энергоэффективности. Класс IE2 (Повышенный) является минимально допустимым для ввода в обращение в ЕАЭС с 2021 года для большинства применений. Класс IE3 (Высокий) становится новым стандартом для двигателей мощностью от 0.75 кВт. Класс IE4 (Сверхвысокий) предлагается для задач, где минимизация потерь электроэнергии критически важна. Достижение более высокого КПД обеспечивается за счет использования активных материалов повышенного качества (электротехническая сталь с низкими удельными потерями), оптимизации магнитной системы и воздушного зазора, применения более точных технологий обработки, а также улучшенной системы охлаждения.

По климатическому исполнению и категории размещения наиболее распространены двигатели У3 (умеренный климат, для работы на открытом воздухе) и У2 (то же, но для помещений). Также часто встречается исполнение У1 (для работы в закрытых помещениях с искусственным климатом). Для агрессивных сред производятся модификации с защитой от коррозии (химостойкое исполнение), для взрывоопасных зон – двигатели во взрывозащищенном исполнении (Ex d, Ex de, Ex nA и др.).

Сфера применения и выбор приводного оборудования

Электродвигатели габарита 225 M4 находят применение в качестве привода для широкого спектра промышленного оборудования, требующего надежного источника вращательного момента со средней частотой. Основные области применения:

• Насосное оборудование: центробежные, поршневые и шестеренные насосы в системах водоснабжения, водоотведения, теплоэнергетики и нефтегазовой отрасли.
• Вентиляторное и компрессорное оборудование: дутьевые вентиляторы, дымососы, воздуходувки, винтовые и поршневые компрессоры.
• Конвейерные системы: ленточные, скребковые и пластинчатые конвейеры, элеваторы, транспортеры.
• Станки и технологическое оборудование: дерево- и металлообрабатывающие станки, дробилки, мельницы, смесители.
• Прочие механизмы: лебедки, подъемники, машины для упаковки и пищевой промышленности.

При выборе двигателя 225 M4 для конкретного применения необходимо выполнить следующие расчеты:

1. Определение требуемой мощности: на основе статического момента сопротивления и требуемой скорости, с учетом возможных перегрузок в переходных режимах (пуск, разгон).
2. Проверка по условиям пуска: анализ момента нагрузки на валу при пуске и сравнение с пусковым моментом двигателя. Для тяжелых пусков могут потребоваться двигатели с повышенным пусковым моментом (например, с ротором двойной «беличьей клетки») или применение устройств плавного пуска (УПП), частотных преобразователей (ЧП).
3. Учет режима работы: выбор по номинальному режиму S1 (продолжительный) или другим (S2 – кратковременный, S3 – периодически-кратковременный и т.д.).
4. Выбор степени защиты IP: для чистых помещений достаточно IP54, для наружной установки или помещений с повышенной влажностью и пылью – IP55 или IP65.
5. Определение необходимости торможения или реверса: при частых остановах может потребоваться двигатель со встроенным электромагнитным тормозом.

Особенности монтажа, подключения и эксплуатации

Монтаж двигателя 225 M4 должен производиться на ровное, жесткое основание, рассчитанное на динамические нагрузки. При установке на лапы необходимо использовать центровку по полумуфтам с контролем соосности (использование щупов, индикаторных скоб). Допустимое отклонение соосности – не более 0.05 мм. При креплении через фланец необходимо обеспечить плотное прилегание ответных поверхностей. Подключение к сети осуществляется через клеммную коробку, расположенную в верхней части корпуса. Для двигателей с двойным номинальным напряжением (например, 220/380 В треугольник/звезда или 380/660 В треугольник/звезда) важно правильно собрать схему переключения обмоток в соответствии с фактическим напряжением питающей сети. Для двигателей мощностью от 30 кВт рекомендуется применение плавких предохранителей или автоматических выключателей с характеристикой срабатывания, настроенной на пусковые токи, а также контакторов с соответствующим номинальным током.

Эксплуатационное обслуживание включает в себя:

• Периодический контроль: вибрации (норма для данного габарита обычно до 2.8 мм/с), температуры подшипниковых узлов (не должна превышать +95°C для подшипников качения), отсутствия посторонних шумов.
• Техническое обслуживание: чистка наружных поверхностей от пыли и грязи, препятствующих охлаждению; проверка состояния и замена смазки в подшипниках (тип и периодичность – по паспорту производителя); проверка и подтяжка крепежных соединений.
• Контроль изоляции: измерение сопротивления изоляции обмоток мегомметром (не менее 1 МОм при температуре +25°C для напряжения 380 В).

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. Какое фактическое напряжение питания требуется для двигателя 225 M4 с маркировкой 380/660 В?

Данная маркировка указывает на возможность подключения обмоток статора по двум схемам. При напряжении питающей сети 380 В (между фазами) обмотки должны быть соединены в «звезду». При напряжении сети 660 В – в «треугольник». В обоих случаях напряжение на каждой фазной обмотке двигателя будет составлять 380 В, что является его номинальным фазным напряжением.

2. Можно ли использовать двигатель 225 M4 для частого пуска/останова (режим S4, S5)?

Стандартные двигатели общего назначения в исполнении IM 1081 (лапы) или IM 2081 (лапы с фланцем) рассчитаны на номинальный продолжительный режим S1. Для работы в повторно-кратковременных режимах с частыми пусками (краны, лифты, механизмы с цикличной работой) необходимо выбирать специальные двигатели, предназначенные для режимов S4-S5, которые имеют усиленную конструкцию, повышенный класс нагревостойкости изоляции и, как правило, встроенный вентилятор независимого охлаждения.

3. Как определить необходимую мощность двигателя для замены вышедшего из строя, если шильдик утерян?

Необходимо выполнить замеры габаритных размеров: высоту от оси вала до плоскости установки (должна быть 225 мм), длину и ширину лап, диаметр и длину выходного конца вала. Далее, по каталогам производителей (например, «ВЭМЗ», «Сибэлектромотор», «АДЭ) подбирается двигатель с такими же установочно-присоединительными размерами. Мощность можно косвенно оценить по диаметру вала (для 225 габарита обычно 60 мм или 65 мм для более мощных версий) и массе агрегата. Точное определение возможно только путем проведения нагрузочных испытаний или анализа параметров приводимого механизма.

4. Какие подшипники используются в двигателях 225 M4 и как часто их нужно смазывать?

Со стороны привода (DE) обычно устанавливается радиально-упорный шарикоподшипник (например, 6312 или 6313), со стороны противопривода (NDE) – радиальный шарикоподшипник (например, 6311). В двигателях большой мощности или для вертикального монтажа могут применяться роликовые подшипники. Тип и периодичность смазки указываются в паспорте. В среднем, для подшипников с консистентной смазкой (литиевые, полимочевинные) интервал замены составляет 4000-10000 часов работы. Пересмазка должна производиться строго по норме, указанной производителем, так как избыток смазки приводит к перегреву подшипникового узла.

5. В чем разница между двигателями 225 M4 и 225 S4?

Буква «S» в установочном исполнении обозначает фланец на щите подшипника (исполнение IM 3081 по IEC). Таким образом, двигатель 225 S4 предназначен исключительно для фланцевого крепления и не имеет лап. Двигатель 225 M4 (IM 2081) имеет и лапы, и фланец на станине, что делает его более универсальным с точки зрения монтажа.

Заключение

Электродвигатель 225 M4 представляет собой универсальный, надежный и высокоэффективный приводной агрегат, занимающий ключевое положение в сегменте средней мощности. Его конструкция, сочетающая лапы и фланец, широкий диапазон мощностей (от 22 до 55 кВт и выше) и возможность исполнения в различных климатических и защитных вариантах, делает его применимым в подавляющем большинстве отраслей промышленности. При правильном выборе по мощности, режиму работы и классу энергоэффективности, а также при соблюдении норм монтажа и технического обслуживания, данный двигатель обеспечивает длительный и безотказный ресурс работы, внося существенный вклад в энергосбережение и общую надежность технологических процессов.