Электродвигатели 5АИ 280 М2
Электродвигатели 5АИ 280 М2: полный технический анализ и область применения
Электродвигатель 5АИ 280 М2 представляет собой асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором, трехфазный, общепромышленного исполнения. Данная модель относится к серии 5АИ, которая является современным аналогом широко распространенной серии АИР, выпускаемой в соответствии с ГОСТ Р 51689-2000 и международными стандартами IEC 60034. Индекс «280» указывает на высоту оси вращения вала в миллиметрах, а «М2» обозначает монтажное исполнение – на лапах с двумя концевыми щитами.
Конструктивные особенности и устройство
Двигатель 5АИ 280 М2 имеет закрытое обдуваемое исполнение (IP54). Конструкция включает в себя статор, собранный из листов электротехнической стали с уложенной в пазах обмоткой, короткозамкнутый ротор типа «беличья клетка», литые чугунные подшипниковые щиты, корпус с наружным оребрением для улучшения теплоотвода и вентилятор в кожухе для принудительного обдува. Основные материалы: сталь, чугун, алюминиевый сплав (для ротора и вентилятора), изоляционные материалы класса нагревостойкости F (до 155°C) с рабочим классом B (130°C), что обеспечивает повышенный запас по термостойкости и надежности.
Технические характеристики и параметры
Ключевые параметры двигателя 5АИ 280 М2 варьируются в зависимости от номинальной мощности, которая для данного габарита может составлять от 90 до 132 кВт. Наиболее типичным и распространенным является значение 110 кВт.
| Параметр | Значение | Единица измерения |
|---|---|---|
| Номинальная мощность (Pn) | 110 | кВт |
| Синхронная частота вращения | 3000 | об/мин |
| Номинальная частота вращения (при нагрузке) | ≈ 2970 | об/мин |
| Номинальное напряжение | 380 | В |
| Номинальный ток (при 380В) | ≈ 205 | А |
| КПД (η) | 94.5 | % |
| Коэффициент мощности (cos φ) | 0.89 | — |
| Пусковой ток (Iп/Iн) | 7.0 | крат |
| Пусковой момент (Мп/Мн) | 1.3 | крат |
| Максимальный момент (Мmax/Мн) | 2.4 | крат |
| Масса | ≈ 780 | кг |
| Степень защиты | IP54 | — |
| Класс изоляции | F (работает по классу B) | — |
| Режим работы | S1 (продолжительный) | — |
Габаритные, установочные и присоединительные размеры
Габарит 280 определяет основные размеры двигателя. Исполнение М2 (по ГОСТ 2479) подразумевает крепление на лапах с фланцевыми подшипниковыми щитами. Вал двигателя – цилиндрический. Для точного монтажа и сопряжения с нагрузкой используются следующие ключевые размеры.
| Обозначение | Описание | Размер, мм |
|---|---|---|
| h | Высота оси вращения | 280 |
| l1 | Длина от торца вала до первой монтажной лапы | ≈ 890 |
| l10 | Длина от торца вала до сквозного отверстия в лапе | ≈ 100 |
| l31 | Расстояние между отверстиями в лапах вдоль двигателя | 1210 |
| b10 | Ширина между отверстиями в лапах поперек двигателя | 457 |
| d1 | Диаметр вала | 80 |
| l3 | Длина цилиндрической части вала | 170 |
| h1 | Высота от оси вала до низа лап | ≈ 28 |
Энергоэффективность
Двигатели серии 5АИ, как правило, соответствуют классу энергоэффективности IE2 (Повышенный) согласно международной классификации IEC 60034-30-1. В последние годы наблюдается переход на выпуск моделей класса IE3 (Высокий), что связано с ужесточением глобальных требований. КПД двигателя 5АИ 280 М2 на уровне 94.5% позволяет минимизировать эксплуатационные потери, особенно значительные для оборудования такой мощности при круглосуточной работе.
Область применения и типовые нагрузки
Двигатели данного типа предназначены для привода механизмов, требующих высокой мощности и частоты вращения, в условиях, исключающих контакт с взрывоопасными, химически активными средами и волокнообразующими материалами.
- Насосное оборудование: центробежные, поршневые и шестеренные насосы высокого давления.
- Вентиляторное оборудование: дутьевые вентиляторы котельных установок, главные вентиляторы шахт, дымососы, вентиляторы градирен.
- Компрессорное оборудование: поршневые и винтовые воздушные компрессоры.
- Конвейерные линии: ленточные транспортеры большой длины и производительности.
- Дробильное и мельничное оборудование: дробилки, мельницы, измельчители.
- Прочие машины: смесители, экструдеры, испытательные стенды.
- Виброакустических характеристик.
- Температуры подшипников (не должна превышать +95°C).
- Состояния изоляции обмоток (сопротивление мегомметром).
- Чистоты наружных поверхностей и вентиляционных каналов.
Управление и пуск
Прямой пуск двигателя 5АИ 280 М2 от сети 380В возможен, но сопровождается высокими пусковыми токами (до 1400А). Для снижения негативного воздействия на сеть и механическую часть привода рекомендуется применять устройства плавного пуска (УПП) или частотные преобразователи (ЧП). ЧП обеспечивают не только плавный разгон и торможение, но и точное регулирование скорости в широком диапазоне, что позволяет оптимизировать технологический процесс и добиться дополнительной экономии электроэнергии.
Монтаж, эксплуатация и техническое обслуживание
Монтаж должен производиться на ровное, жесткое, виброустойчивое основание с точной центровкой вала двигателя и рабочей машины. Несоосность – основная причина преждевременного выхода из строя подшипниковых узлов. Эксплуатация допускается в условиях окружающей среды: температура от -40°C до +40°C, высота над уровнем моря до 1000 м. Техническое обслуживание включает в себя регулярный контроль:
Через каждые 10 000 часов работы необходимо производить замену смазки в подшипниковых узлах (тип смазки – Лита-24 или аналог).
Отличия от аналогов и предшественников
Основным предшественником является двигатель АИР 280 М2. Серия 5АИ представляет собой его модернизированный вариант с улучшенными массогабаритными показателями (меньшая масса при той же мощности), повышенным КПД, унифицированными с международными стандартами размерами (по IEC). Конструкция 5АИ часто предусматривает более эффективную систему охлаждения и усиленные подшипниковые узлы.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается 5АИ 280 М2 от 5АИ 280 S2?
Буква в позиции, следующей за габаритом (М2 или S2), обозначает установочный размер по длине станины. «S» – короткая станина (short), «M» – средняя (medium), «L» – длинная (long). Двигатели с индексом «S» при той же мощности и частоте вращения имеют несколько меньшую длину и, как следствие, меньший массовый момент инерции ротора, что может быть критично для динамичных нагрузок.
Какой пускатель или автоматический выключатель нужен для данного двигателя?
Для прямого пуска номинальный ток теплового расцепителя автомата или теплового реле магнитного пускателя должен быть выбран по номинальному току двигателя (≈205А). Рекомендуется использовать автоматический выключатель с характеристикой срабатывания «D» (например, на 250А) для обеспечения прохождения пусковых токов. Контактор должен быть категории AC-3 на ток не менее 250А. На практике для двигателей такой мощности почти всегда применяются схемы с УПП или ЧП.
Можно ли использовать этот двигатель в сети 660В?
Большинство двигателей 5АИ 280 М2 имеют схему соединения обмоток «треугольник» на напряжение 380В. Для работы в сети 660В обмотки должны быть пересоединены в «звезду», и на шильдике двигателя должно быть указано соответствующее двойное номинальное напряжение: 380/660В или 220/380В (для старых моделей). Если указано только 380В, подключение к 660В недопустимо.
Каков ресурс двигателя до капитального ремонта?
Средний назначенный срок службы двигателей серии 5АИ составляет 15-20 лет при соблюдении условий эксплуатации и проведении регулярного ТО. Межремонтный интервал (до перемотки статора или замены подшипников) сильно зависит от режима работы и нагрузки. При работе в номинальном режиме S1 ресурс до первого капитального ремонта может достигать 40 000 – 60 000 моточасов.
Что означает климатическое исполнение У3, УХЛ2 в маркировке?
Это обозначение по ГОСТ 15150. У3 – для эксплуатации в умеренном климате на открытом воздухе. УХЛ2 – для умеренного и холодного климата в закрытых помещениях с искусственным климатом. Цифра указывает на категорию размещения: «1» – на открытом воздухе, «2» – под навесом, «3» – в закрытом помещении без регулирования климата, «4» – в закрытом помещении с отоплением и вентиляцией.