Электродвигатели 5АИ 100 S2
Электродвигатели 5АИ 100 S2: технические характеристики, конструкция и область применения
Электродвигатель 5АИ 100 S2 представляет собой асинхронный двигатель трехфазного тока с короткозамкнутым ротором, серии 5АИ, являющейся современным российским аналогом общепромышленных двигателей серии АИР. Данная серия соответствует требованиям ГОСТ Р 51689-2000 (МЭК 60034-1) и разработана с учетом международных стандартов. Индекс «100» обозначает высоту оси вращения вала в миллиметрах (100 мм), а «S2» — режим работы: кратковременный с длительностью цикла 30 минут.
Расшифровка обозначения
Полная расшифровка типоразмера 5АИ 100 S2:
- 5АИ — серия асинхронных электродвигателей (5-я габаритная серия, Асинхронный, Единой серии).
- 100 — высота оси вращения от опорной поверхности лап (Rh) в мм. Определяет габарит двигателя.
- S2 — режим работы по ГОСТ Р 51689-2000 (МЭК 60034-1). Кратковременный режим: работа при постоянной нагрузке в течение заданного времени, после которого двигатель отключается до полного охлаждения.
- Статор: Сердечник набран из изолированных листов электротехнической стали, запрессован в чугунный или алюминиевый корпус. В пазы уложена трехфазная обмотка из медного провода с классом нагревостойкости не ниже F (155°C), что обеспечивает высокий запас по термостойкости.
- Ротор: Короткозамкнутый, типа «беличья клетка». Сердечник также шихтованный, алюминиевая обмотка залита под давлением. Конструкция ротора обеспечивает высокую механическую прочность и надежность.
- Корпус и подшипниковые щиты: Изготавливаются из чугуна марки СЧ15 или алюминиевого сплава. Чугунная конструкция (исполнение 5АИМ) обеспечивает повышенную жесткость и виброустойчивость, алюминиевая (5АИ) — меньший вес.
- Подшипниковые узлы: Используются шарикоподшипники качения закрытого типа, не требующие пополнения смазки в течение всего срока службы. Для вала 100-го габарита, как правило, применяются подшипники: со стороны привода — №6306, со стороны противоприводной — №6305.
- Охлаждение: Система охлаждения IC0141 — наружное обдуваемое (самовентилируемое). Вентилятор закрыт защитным кожухом.
- Клеммная коробка: Расположена в верхней части корпуса. Может быть повернута на 90° или 180° для удобства подвода кабелей. Имеет степень защиты IP54, что предотвращает попадание пыли и брызг воды.
- Высота над уровнем моря: не более 1000 м.
- Окружающая температура: от -40°C до +40°C (для климатического исполнения У1, УХЛ1). Для тропического исполнения (Т1) — до +50°C.
- Относительная влажность воздуха: не более 98% при 25°C.
- Рабочее положение: горизонтальное, вдоль оси вала. Допускаются отклонения, указанные в паспорте.
- Степень защиты: стандартно IP54 (полная защита от пыли и от брызг воды со всех направлений).
- Способ монтажа: IM 1081 (на лапах с одним цилиндрическим концом вала).
- Внешний осмотр и очистку от загрязнений.
- Контроль вибрации. Допустимый уровень вибрации для габарита 100 мм обычно не превышает 2.8 мм/с.
- Контроль температуры подшипниковых узлов (нагрев не должен превышать +95°C).
- Проверку состояния изоляции обмоток мегомметром на 500 В. Сопротивление изоляции в холодном состоянии должно быть не менее 10 МОм.
- Через 15-20 тыс. часов работы — проверку и замену подшипников качения.
- Привод задвижек и шиберов в системах вентиляции, пневмотранспорта, водоснабжения.
- Подъемно-транспортное оборудование (тельферы, тали, лебедки с неинтенсивным использованием).
- Вспомогательные механизмы металлообрабатывающих и деревообрабатывающих станков.
- Испытательные и стендовые установки.
- Насосные агрегаты для кратковременной подачи жидкостей.
Конструктивные особенности
Двигатели 5АИ 100 S2 имеют классическую конструкцию, включающую следующие основные узлы:
Основные технические параметры
Для двигателя 5АИ 100 S2 ключевыми параметрами являются мощность, частота вращения, КПД и cos φ. Конкретные значения зависят от числа полюсов. В таблице приведены сводные данные для данного габарита в кратковременном режиме S2 (30 мин).
| Количество полюсов | Мощность, кВт | Синхронная частота вращения, об/мин | Номинальная частота вращения, об/мин (прибл.) | КПД, η, % | Коэффициент мощности, cos φ | Пусковой ток Iп/Iн | Масса, кг (прибл.) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 2 | 5.5 | 3000 | 2850-2900 | 85.5 | 0.89 | 7.5 | 45 |
| 4 | 4.0 | 1500 | 1440-1470 | 85.0 | 0.82 | 7.0 | 48 |
| 6 | 3.0 | 1000 | 960-980 | 83.0 | 0.76 | 6.5 | 50 |
| 8 | 2.2 | 750 | 720-730 | 80.0 | 0.71 | 6.0 | 52 |
Режим работы S2 и его особенности
Режим S2 — кратковременный. Это означает, что двигатель работает под нагрузкой в течение времени, недостаточного для достижения установившейся температуры всех частей, а период остановки достаточно длителен для охлаждения двигателя до температуры окружающей среды. Для индекса S2 стандартно указывается длительность рабочего периода — 30 минут. Это критически важный параметр для выбора. Использование двигателя 5АИ 100 S2 в продолжительном режиме (S1) приведет к перегреву обмоток сверх допустимого класса изоляции (155°C для класса F) и резкому сокращению ресурса. Поэтому такие двигатели применяются в механизмах с цикличной работой: приводы заслонок, задвижек, подъемных механизмов с редкими включениями, испытательные стенды.
Условия эксплуатации и монтаж
Электродвигатели 5АИ 100 S2 предназначены для работы в следующих условиях:
Монтаж требует обеспечения соосности валов двигателя и рабочего механизма. Несоосность более допустимой нормы (как правило, не более 0.05 мм) вызывает повышенную вибрацию, нагрев подшипников и преждевременный выход из строя. Обязательно наличие надежного заземления.
Схемы подключения и пуск
Обмотки статора двигателя 5АИ 100 S2 рассчитаны на номинальное напряжение 380 В при частоте 50 Гц и соединены по схеме «звезда» (Y). Пуск — прямой (прямым подключением к сети). Для двигателей данной мощности (до 5.5 кВт) это допустимо, однако необходимо учитывать высокие пусковые токи (в 6-7.5 раз выше номинальных), которые могут создавать нагрузку на сеть. В случаях, когда требуется снижение пускового тока и плавный разгон, могут применяться устройства плавного пуска (УПП) или частотные преобразователи (ЧП). Использование ЧП также позволяет регулировать частоту вращения в широком диапазоне, что расширяет область применения двигателя.
Техническое обслуживание и диагностика
Плановое техническое обслуживание включает в себя:
Отсутствие в двигателях данной серии щеточного узла существенно снижает объем обслуживания.
Области применения
Благодаря надежности и стандартизированным габаритам, двигатели 5АИ 100 S2 находят применение в различных отраслях промышленности для привода механизмов, работающих в кратковременном или повторно-кратковременном режимах:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается режим S2 от S1 в двигателях 5АИ 100?
Режим S1 — продолжительный. Двигатель работает под нагрузкой неограниченно долго, пока все части не достигнут установившейся температуры. Двигатель 5АИ 100 S1 может работать постоянно. Режим S2 — кратковременный (30 мин). Двигатель рассчитан на работу под нагрузкой только в течение указанного времени, после чего требуется его полное охлаждение. Установка на механизм с режимом S1 двигателя, предназначенного для S2, недопустима и приведет к перегреву и поломке.
Можно ли использовать двигатель 5АИ 100 S2 с частотным преобразователем?
Да, можно. Однако необходимо учитывать несколько факторов: при работе на низких частотах снижается эффективность самовентиляции (обдува), что может потребовать принудительного охлаждения. Также рекомендуется использовать двигатели с изоляцией обмоток, усиленной для работы с ЧП (часто имеют индекс «У» или специальную маркировку), чтобы выдерживать повышенные импульсные напряжения. Для габарита 100 это не всегда стандартное исполнение, и его可能需要 заказывать отдельно.
Что означает высота оси вращения 100 мм?
Это расстояние от оси вала двигателя до опорной плоскости его лап. Это стандартизированный размер, определяющий взаимозаменяемость двигателей разных производителей. Все двигатели с Rh=100 мм имеют одинаковые посадочные и присоединительные размеры лап и вала, что позволяет производить замену без переделки фундамента или coupling.
Как правильно выбрать тепловую защиту для данного двигателя?
Защита от перегрузки настраивается по номинальному току двигателя. Для 5АИ 100 S2 с 4 полюсами (4.0 кВт) номинальный ток при 380В составляет примерно 8.5А. Тепловое реле или уставка теплового расцепителя автоматического выключателя должна быть откалибрована на это значение с учетом коэффициента 1.05-1.1. Также обязательна защита от короткого замыкания (мгновенного срабатывания).
Каков средний ресурс двигателей 5АИ 100 S2?
При соблюдении условий эксплуатации, номинальной нагрузки и своевременном техническом обслуживании (особенно замене подшипников) ресурс до капитального ремонта обмоток составляет 30-50 тысяч часов. Ресурс в значительной степени определяется температурным режимом: каждые 10°C сверх номинала сокращают срок службы изоляции примерно вдвое.
В чем разница между исполнениями 5АИ (алюминиевый корпус) и 5АИМ (чугунный корпус)?
Основные различия: вес и жесткость. Двигатели 5АИМ (чугун) тяжелее, обладают большей массой, что может быть полезно для снижения вибрации, и имеют повышенную коррозионную стойкость. Алюминиевые двигатели (5АИ) легче, что важно для мобильного оборудования, и лучше отводят тепло. По электрическим характеристикам они идентичны. Для режима S2, где нагрев ограничен по времени, разница в теплоотводе не является критической.