Электродвигатели 5АИ 200 M6
Электродвигатели 5АИ 200 M6: полный технический обзор и особенности эксплуатации
Электродвигатель 5АИ 200 M6 представляет собой асинхронный двигатель трехфазного тока с короткозамкнутым ротором, являющийся представителем современной серии 5АИ (АИР) повышенной энергоэффективности класса IE2 в соответствии с международным стандартом IEC 60034-30-1. Данная серия пришла на смену устаревшим модификациям АИР и АДМ и характеризуется улучшенными массогабаритными и энергетическими показателями. Индекс «200» обозначает высоту оси вращения вала в миллиметрах (200 мм), а «M6» указывает на установочный размер по длине станины и длину сердечника.
Расшифровка обозначения и конструктивное исполнение
Полная расшифровка типоразмера 5АИ 200 M6 следующая:
- 5АИ – серия асинхронных электродвигателей общепромышленного назначения.
- 200 – высота оси вращения вала от плоскости установки (R). Это ключевой габаритный размер, определяющий совместимость с редукторами, муфтами и другими агрегатами. Для 5АИ 200 M6 R = 200 мм.
- M – условная длина сердечника статора (лапа «M»). Существует шкала длин: S, M, L. Длина «M» указывает на среднюю длину в данном габарите, что соответствует определенной мощности в рамках одной высоты оси вращения.
- 6 – число полюсов. «6» означает шестиполюсное исполнение, то есть двигатель, рассчитанный на синхронную частоту вращения 1000 об/мин при питании от сети 50 Гц. Реальная номинальная частота вращения при полной нагрузке (скольжение) составляет примерно 930-970 об/мин.
- Приводы насосов центробежного типа (водоснабжение, водоотведение, теплоэнергетика).
- Вентиляторы и дымососы средней производительности.
- Компрессоры поршневые и винтовые.
- Конвейерные линии, элеваторы, нории.
- Станки (деревообрабатывающие, металлорежущие).
- Смесители и мешалки.
- Ежесменный контроль: визуальный осмотр, проверка температуры корпуса (на ощупь или пирометром), контроль вибрации, прослушивание на предмет посторонних шумов.
- Ежеквартальное ТО: проверка и подтяжка крепежных соединений, измерение сопротивления изоляции обмоток мегомметром (напряжение 1000В, минимально допустимое значение – 1 МОм).
- Ежегодное ТО: чистка внутренних полостей от пыли (при отключенном питании), проверка состояния подшипников (осевой и радиальный люфт, замена смазки). Для данного типоразмера, как правило, используются подшипники с консистентной смазкой, которую необходимо пополнять или заменять согласно регламенту производителя (обычно каждые 8000-10000 часов работы).
- 0.91) ≈ 18500 / 490 ≈ 37.8 А. Для выбора кабеля необходимо учесть: метод прокладки, температуру окружающей среды, коэффициент пускового тока не влияет на тепловой расчёт кабеля при правильной защите. Медный кабель сечением 10 мм² (допустимый ток ~50А) или алюминиевый 16 мм² обычно достаточен.
Конструктивно двигатель выполнен в закрытом обдуваемом исполнении (IP54 или IP55). Корпус состоит из станины с наружным оребрением для улучшения теплоотвода и двух чугунных или алюминиевых щитов подшипниковых. Вал вращается на двух подшипниках качения (обычно на приводной стороне – радиально-упорный, на противоприводной – радиальный). На валу со стороны, противоположной приводу, установлен вентилятор, закрытый защитным кожухом, который обеспечивает продувку внешней поверхности оребренного корпуса.
Основные технические характеристики
Для двигателя 5АИ 200 M6 характерен следующий набор основных параметров. Конкретные значения могут незначительно варьироваться в зависимости от производителя.
| Параметр | Значение / Исполнение | Примечание |
|---|---|---|
| Номинальная мощность, PN | 18.5 — 22 кВт | Наиболее распространенное значение – 18.5 кВт для длины M6. |
| Синхронная частота вращения, nс | 1000 об/мин | При частоте сети 50 Гц. |
| Номинальная частота вращения, nN | ~ 970 об/мин | Зависит от скольжения (примерно 3%). |
| Номинальное напряжение, UN | 380 / 660 В или 400 / 690 В | Соединение обмоток «треугольник/звезда» соответственно. |
| Номинальный ток, IN | ~ 37 А (при 380 В, 18.5 кВт) | Точное значение указывается на шильдике. |
| Коэффициент полезного действия (КПД), η | ~ 90.5% — 91.5% (класс IE2) | Для 18.5 кВт, 6 полюсов. |
| Коэффициент мощности, cos φ | ~ 0.81 — 0.83 | Характерен для 6-полюсных двигателей. |
| Критическое скольжение / Пусковой момент, Mп/MN | 1.8 — 2.2 | Отношение пускового момента к номинальному. |
| Максимальный момент, Mmax/MN | 2.4 — 2.8 | Отношение максимального (критического) момента к номинальному. |
| Пусковой ток, Iп/IN | 6.5 — 7.5 | Отношение пускового тока к номинальному. |
| Масса | ~ 180 — 210 кг | Зависит от материала корпуса и производителя. |
| Степень защиты IP | IP54 / IP55 | Защита от пыли и брызг воды. |
| Класс изоляции | F | Допустимый нагрев 155°C, система изоляции рассчитана на 105°C (класс B) по температуре обмотки. |
| Режим работы | S1 (продолжительный) | Работа при постоянной нагрузке до установившейся температуры. |
Энергоэффективность и классы IE
Двигатели серии 5АИ 200 M6 соответствуют классу энергоэффективности IE2 (Повышенный). В соответствии с директивами, для двигателей мощностью от 7.5 до 375 кВт, используемых в Европе, класс IE2 является минимально допустимым. По сравнению с устаревшими двигателями класса IE1 (Стандартный), модели IE2 имеют на 20-40% меньшие потери в меди и стали, а также улучшенную аэродинамику. Это достигается за счет использования большего количества активных материалов (медь, электротехническая сталь), оптимизации магнитной цепи и пазов, а также применением низкопотерьной изоляции. Для двигателя 5АИ 200 M6 мощностью 18.5 кВт потери составляют примерно 1.7 — 1.9 кВт, что и определяет КПД на уровне 91%.
Установочные и присоединительные размеры
Габариты двигателя стандартизированы по ГОСТ Р МЭК 60034-7 (IEC 60034-7). Для исполнения IM 1081 (лапы с одним цилиндрическим концом вала) ключевые размеры для 5АИ 200 M6 следующие:
| Обозначение | Описание | Размер, мм (примерный) |
|---|---|---|
| H | Высота от плоскости установки до центра вала | 200 |
| L | Длина от торца вала до тыльной стороны лап | ~ 710 — 730 |
| B | Расстояние между отверстиями в лапах поперек | 279 |
| A | Расстояние между отверстиями в лапах вдоль | 457 |
| C | Расстояние от оси вала до плоскости монтажных лап | 100 |
| D | Диаметр выходного конца вала | 55 мм (h9) |
| E | Длина цилиндрической части вала | 110 |
| F | Размер шпоночного паза (ширина x высота x длина) | 16 x 10 x 45 |
Области применения и выбор пускозащитной аппаратуры
Двигатели 5АИ 200 M6 находят широкое применение в промышленности благодаря среднему моменту и частоте вращения. Основные области использования:
Для прямого пуска двигателя 5АИ 200 M6 номинальным током ~37А необходим автоматический выключатель или предохранители с номинальным током ~63А (для обеспечения отстройки от пусковых токов ~250А). Контактор должен быть выбран на номинальный ток не менее 40А (категория применения AC-3). Для защиты от перегрузок применяются тепловые реле с регулируемым диапазоном, настраиваемые на номинальный ток двигателя. В современных схемах все чаще используются частотные преобразователи (ЧП), которые позволяют осуществлять плавный пуск и регулирование скорости. Для данного двигателя необходим ЧП на 18.5 — 22 кВт с выходным током не менее 40А.
Техническое обслуживание и диагностика
Плановое техническое обслуживание (ТО) двигателя 5АИ 200 M6 включает:
Основные неисправности: износ подшипников (проявляется повышенным шумом и вибрацией), нарушение изоляции (приводит к пробою на корпус или межвитковому замыканию), ослабление крепления, загрязнение вентиляционных каналов (вызывает перегрев).
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается 5АИ 200 M6 от старого двигателя АИР200M6?
Двигатель 5АИ является модернизированной версией АИР. Основные отличия: повышенный КПД (IE2 против IE1), меньшая масса при той же мощности за счет оптимизации конструкции, улучшенная система охлаждения, часто – унификация с международными габаритами (IEC). Установочные размеры в основном совместимы, но требуется уточнение по длине вала и габаритам.
Как правильно определить схему соединения обмоток для сети 380В?
На клеммнике двигателя имеется 6 выводов (U1, V1, W1; U2, V2, W2). Для работы в сети 380В (линейное напряжение) обмотки статора должны быть соединены по схеме «звезда» (Y). Для этого все начала обмоток (U1, V1, W1) соединяются с фазами сети L1, L2, L3 через коммутационную аппаратуру, а концы обмоток (U2, V2, W2) соединяются между собой на специальной перемычке. Схема «треугольник» (Δ) применяется для напряжения 660В.
Каков расчетный ток двигателя 5АИ 200 M6 на 18.5 кВт для выбора кабеля?
Номинальный ток при 380В, cos φ=0.82 и η=0.91 рассчитывается по формуле: IN = PN 1000 / (√3 U cos φ η). IN = 18500 / (1.732 380 0.82
Можно ли использовать этот двигатель с частотным преобразователем?
Да, двигатели серии 5АИ полностью пригодны для работы с частотными преобразователями. Однако для длительной работы на низких скоростях (менее 20% от номинала) может потребоваться независимое охлаждение (внешний вентилятор), так как собственный вентилятор на валу двигателя при снижении скорости теряет эффективность. При подключении необходимо использовать выходной дроссель или синус-фильтр ЧП, особенно если длина кабеля между ЧП и двигателем превышает 50 метров, для подавления гармоник и снижения напряжения на фронтах импульсов, что продлевает срок службы изоляции.
Что означает класс нагревостойкости изоляции F и какова реальная рабочая температура?
Класс изоляции F означает, что изоляционные материалы двигателя могут выдерживать температуру 155°C без разрушения. Однако, согласно стандарту, перегрев обмотки (превышение температуры над температурой окружающей среды) для двигателей с классом изоляции F при измерении методом сопротивления не должен превышать 105°C. Это запас надежности, который обеспечивает длительный срок службы изоляции. Таким образом, реальная допустимая температура обмотки составляет примерно 105°C + 40°C (макс. окр. среда) = 145°C.
Как часто нужно проводить замену смазки в подшипниках?
Периодичность замены или добавления смазки зависит от типа подшипника, скорости вращения, условий эксплуатации и марки смазки. Для двигателя 5АИ 200 M6 (1000 об/мин) при нормальных условиях и использовании консистентной смазки (например, Литол-24 или аналог) интервал составляет примерно 8000-10000 часов работы. При работе в условиях высокой температуры, запыленности или влажности интервал сокращается в 1.5-2 раза. Пересмазка должна проводиться дозированно, так как избыток смазки приводит к перегреву подшипника.