Электродвигатели 5АИ 225 М8
Электродвигатели 5АИ 225 М8: полный технический обзор и эксплуатационные характеристики
Электродвигатели серии 5АИ 225 М8 представляют собой асинхронные машины с короткозамкнутым ротором, трехфазного тока, предназначенные для продолжительного режима работы S1. Данная серия является современным развитием классических двигателей АИР и соответствует актуальным требованиям ГОСТ Р 51689-2000 (МЭК 60034-1). Индекс «5АИ» обозначает асинхронный двигатель пятой серии, «225» – высоту оси вращения в миллиметрах (габарит), а «М8» – число полюсов, что соответствует номинальной синхронной частоте вращения 750 об/мин.
Конструктивные особенности и исполнения
Двигатель 5АИ 225 М8 имеет литую алюминиевую станину и чугунные щиты подшипников, что обеспечивает оптимальное соотношение прочности, массы и теплоотдачи. Сердечник статора набирается из изолированных листов электротехнической стали, запрессован в станину и закреплен. Короткозамкнутый ротор выполнен методом литья под давлением алюминиевого сплава («беличья клетка»). Вал ротора вращается на подшипниках качения, тип и размер которых зависит от мощности конкретного исполнения.
Двигатели поставляются в различных климатических и конструктивных исполнениях, что отражено в маркировке:
- По степени защиты (IP): Наиболее распространены исполнения IP54 (защита от попадания пыли и брызг воды со всех направлений) и IP55 (защита от струй воды).
- По способу монтажа (IM): Основные варианты – IM1081 (лапы с одним цилиндрическим концом вала), IM2081 (лапы с фланцем на станине), IM3081 (лапы и фланец).
- По климатическому исполнению: У3 (для умеренного климата), У2 (для работы на открытом воздухе), У1 (для тропиков), ХЛ (для холодного климата).
- Центробежные и поршневые насосы высокого давления.
- Дымососы и дутьевые вентиляторы котельных и ТЭЦ.
- Приводы ленточных и винтовых конвейеров большой длины.
- Дробильное и мельничное оборудование (при наличии средств облегченного пуска).
- Компрессоры и воздуходувки.
- Контроль вибрации на подшипниковых щитах (норма для данного габарита обычно не более 2.8 мм/с).
- Контроль температуры подшипников (термометром или термопарами, нагрев не должен превышать +95°C для подшипников качения).
- Периодическая замена смазки в подшипниковых узлах (тип и периодичность – по паспорту завода-изготовителя).
- Очистка наружных поверхностей и ребер станины для обеспечения эффективного охлаждения.
- Измерение сопротивления изоляции обмоток мегаомметром (не менее 1 МОм для напряжений до 660В).
Основные технические параметры и характеристики
Габарит 225 М8 охватывает несколько мощностей. Ключевые параметры сведены в таблицу.
| Мощность, кВт | Номинальный ток (380В), А | КПД, η, % | Коэффициент мощности, cos φ | Кратность пускового тока, Iп/Iн | Кратность пускового момента, Мп/Мн | Кратность максимального момента, Мmax/Мн | Масса, кг (примерно) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 22 | 45.5 | 91.5 | 0.81 | 6.5 | 1.3 | 2.4 | 280 |
| 30 | 61.5 | 92.5 | 0.83 | 6.8 | 1.2 | 2.3 | 320 |
| 37 | 74.5 | 93.0 | 0.84 | 7.0 | 1.2 | 2.2 | 350 |
Механическая характеристика и особенности пуска
Двигатель 5АИ 225 М8 имеет жесткую механическую характеристику, типичную для асинхронных машин с короткозамкнутым ротором. Скольжение при номинальной нагрузке составляет 1.5-2.5%. Благодаря относительно высокому пусковому моменту (в 1.2-1.3 раза выше номинального) двигатель уверенно запускает механизмы с вентиляторным моментом сопротивления (насосы, вентиляторы, дымососы) и механизмы с умеренным статическим моментом. Однако, для тяжелых условий пуска (например, мельницы, дробилки) может потребоваться двигатель с фазным ротором или применение систем плавного пуска (УПП) или частотного преобразователя (ЧП). Высокая кратность пускового тока (6.5-7.0) требует соответствующего подбора и настройки защитной аппаратуры.
Схемы подключения и управление
Обмотки статора двигателя рассчитаны на номинальное напряжение 380В при соединении в «треугольник» (Δ) для работы в сети 380В. В клеммной коробке обычно выведено 6 концов обмоток (U1, V1, W1; U2, V2, W2), что позволяет пересоединить их в «звезду» (Y) для пуска по схеме «звезда-треугольник» или для работы в сети 660В. Для прямого пуска от сети 380В 50 Гц используется схема «треугольник». Защита и управление осуществляются через автоматический выключатель (с характеристикой отключения, учитывающей пусковой ток) и контактор в паре с тепловым реле или современным цифровым модулем защиты двигателя. Для реверса используется схема с двумя контакторами и блокировкой.
Области применения и выбор сопутствующего оборудования
Двигатели 5АИ 225 М8, ввиду низкой частоты вращения и значительного крутящего момента, широко применяются в качестве привода механизмов с высокой инерционной нагрузкой и постоянной скоростью:
При подборе необходимо учитывать не только мощность, но и режим работы (S1 – продолжительный), класс изоляции (обычно F с нагревом по классу B), возможность работы от частотного преобразователя (для этого требуются двигатели с усиленной изоляцией обмоток и обязательным заземлением вала для отвода токов Фуко).
Техническое обслуживание и диагностика
Плановое ТО включает в себя:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается 5АИ 225 М8 от старого аналога АИР 225 М8?
Двигатели серии 5АИ являются модернизированными. Основные отличия: повышенный КПД (соответствие классам IE2/IE3 по МЭК 60034-30-1), использование современных изоляционных материалов класса нагревостойкости F, оптимизированная конструкция магнитопровода и система вентиляции. Масса 5АИ, как правило, несколько меньше при аналогичных мощностных показателях.
Можно ли использовать этот двигатель с частотным преобразователем?
Да, но с оговорками. Стандартный двигатель 5АИ может работать от ЧП, но для длительной эксплуатации на низких скоростях и при высокой частоте коммутации ШИМ рекомендуется заказывать специальное исполнение: с изоляцией, устойчивой к импульсным перенапряжениям, с терморезистором в обмотке (PTC или PT100) для защиты от перегрева, и часто – с независимым вентилятором (IC416). Обязательно требуется установка дросселя на выходе ЧП или синфазного фильтра для защиты обмотки.
Как правильно подобрать тепловое реле для двигателя 5АИ 225 М8 на 30 кВт?
Номинальный ток двигателя 30 кВт – примерно 61.5А. Тепловое реле (или уставка цифрового реле) выбирается на этот номинальный ток. Необходимо учитывать температуру окружающей среды и корректировать уставку согласно инструкции. Для надежной защиты от перегрузки рекомендуется использовать реле с функцией защиты от обрыва фазы. Пусковой ток (до 418А) тепловым реле не отключается, для защиты от КЗ необходим автоматический выключатель с характеристикой, например, D[40] или специальный предохранитель.
Что означает маркировка «У3» и как она влияет на условия эксплуатации?
Исполнение У3 означает, что двигатель предназначен для эксплуатации в макроклиматическом районе с умеренным климатом, в закрытых помещениях с естественной вентиляцией, без искусственного регулирования климатических условий, где колебания температуры и влажности воздуха несущественно отличаются от колебаний на открытом воздухе. Температура окружающей среды для У3: от -45°C до +40°C. Для работы на открытом воздухе под навесом следует выбирать исполнение У1 или У2.
Почему при пуске двигателя срабатывает защитная аппаратура, хотя нагрузка на валу отсутствует?
Наиболее вероятные причины: несоответствие схемы соединения обмоток напряжению сети (например, подключение «звездой» на 380В приводит к снижению пускового и рабочего моментов в 3 раза, двигатель не запускается и потребляет большой ток), межвитковое замыкание в обмотке, механическое заклинивание подшипников или сопряженного механизма, неправильная настройка защит (заниженная уставка по току или времени срабатывания). Необходима пошаговая диагностика.