Электродвигатель 5АИ 315 M4 представляет собой асинхронный двигатель трехфазного тока с короткозамкнутым ротором, являющийся современным представителем серии 5АИ (общепромышленные двигатели) и АИР (межгосударственный стандарт). Модель 315 M4 относится к двигателям высокой мощности, где «315» обозначает высоту оси вращения в миллиметрах, а «M4» указывает на установочный размер по длине станины (габарит). Данный двигатель спроектирован для продолжительного режима работы S1 и предназначен для привода широкого спектра промышленного оборудования в условиях умеренного климата.
Двигатели серии 5АИ 315 изготавливаются в соответствии с ГОСТ Р 51689-2000 (МЭК 60034-1) и имеют степень защиты IP54 или IP55 по умолчанию, что обеспечивает защиту от попадания пыли и водяных струй. Конструктивно двигатель состоит из литой чугунной станины и корпусных щитов, алюминиевой клетки короткозамкнутого ротора (тип «беличья клетка») и статора с обмоткой из медного провода с теплостойкой изоляцией класса F, рассчитанной на работу при температуре 155°C. Однако система изоляции используется с запасом, что позволяет эксплуатировать двигатель при температуре нагрева по классу B (130°C), значительно повышая его надежность и ресурс.
Для двигателя 5АИ 315 M4 доступны различные климатические исполнения (У3, У2, У1 для умеренного климата; Т2, Т1 для тропического; ХЛ для холодного) и категории размещения (1, 2, 3, 4, 5). По способу монтажа основными являются исполнения:
Вал двигателя выполнен из стали и имеет шпоночный паз для соединения с приводным механизмом. Двигатель может поставляться со встроенным датчиком температуры (термисторы PTC или датчики PT100) для систем тепловой защиты.
Ключевые параметры двигателя 5АИ 315 M4 определяются его габаритом. Ниже приведены данные для двигателей на номинальное напряжение 380/660 В при частоте 50 Гц, синхронной скорости 1500 об/мин (4 полюса).
| Мощность, кВт | Номинальный ток, А (380В) | КПД, η, % | Коэффициент мощности, cos φ | Кратность пускового тока, Iп/Iн | Кратность пускового момента, Мп/Мн | Кратность максимального момента, Мmax/Мн | Масса, кг (примерно) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 132 | 240 | 94.5 | 0.87 | 6.5 | 1.3 | 2.3 | 980 |
| 160 | 290 | 95.0 | 0.88 | 6.8 | 1.2 | 2.2 | 1100 |
| 200 | 360 | 95.4 | 0.89 | 7.0 | 1.1 | 2.1 | 1250 |
Двигатели данного габарита также выпускаются на другие синхронные частоты вращения: 3000 об/мин (2 полюса), 1000 об/мин (6 полюсов) и 750 об/мин (8 полюсов). С увеличением числа полюсов при той же высоте оси вращения номинальная мощность и частота вращения снижаются, а пусковые моменты, как правило, увеличиваются.
| Синхронная частота, об/мин (число полюсов) | Примерная мощность, кВт | Особенности механической характеристики | Типовое применение |
|---|---|---|---|
| 3000 (2р) | 160-200 | Высокая скорость, меньший пусковой момент, низкая перегрузочная способность. | Вентиляторы, центробежные насосы, генераторы. |
| 1500 (4р) | 132-200 | Сбалансированные характеристики, наиболее распространенный вариант. | Конвейеры, компрессоры, насосы, смесители. |
| 1000 (6р) | 90-132 | Большой пусковой момент, низкая скорость. | Приводы элеваторов, шнеков, мешалок тяжелого пуска. |
| 750 (8р) | 75-110 | Очень высокий пусковой момент, низкая скорость. | Дробилки, мельницы, мощные ленточные конвейеры с прямым пуском. |
Обмотки статора двигателя 5АИ 315 M4 рассчитаны на два номинальных напряжения. При подключении к сети 380 В фазы обмотки соединяются в «звезду» (Y). Для работы в сети 660 В обмотки соединяются в «треугольник» (Δ). Такая конструкция обеспечивает гибкость применения. Для двигателей данной мощности пуск прямым включением в сеть (DOL) возможен, но требует проверки условий электроснабжения объекта, так как пусковые токи достигают 1500-2500 А. Часто используются схемы плавного пуска:
Двигатели 5АИ 315 M4 применяются в качестве привода для тяжелого промышленного оборудования:
При выборе и комплектации необходимо учитывать:
Плановое техническое обслуживание включает в себя:
Серия 5АИ является более современным развитием серии АИР. Основные отличия – улучшенные энергетические показатели (КПД и cos φ), соответствующие стандартам МЭК, использование более совершенной изоляции, а также унификация с международными габаритами (IEC). Конструктивно они очень схожи и часто взаимозаменяемы.
Да, двигатели серии 5АИ пригодны для работы от частотного преобразователя. Однако для длительной работы на низких скоростях (менее 20-30% от номинальной) рекомендуется двигатель с независимой вентиляцией (IC 416) или принудительный обдув. Также при длинных кабелях между ЧП и двигателем (>50 м) необходимо установить выходной дроссель или синус-фильтр для защиты изоляции обмотки от перенапряжений.
Средний назначенный срок службы двигателей 5АИ 315 составляет 15-20 лет при соблюдении условий эксплуатации и проведении регулярного ТО. Наработка на отказ до первого капитального ремонта (перемотки) может достигать 40 000 – 60 000 часов. Критическим фактором является состояние изоляции и подшипниковых узлов.
Для стандартной трехфазной сети 380/220 В с частотой 50 Гц обмотки статора двигателя 5АИ 315 M4 должны быть соединены в «звезду» (Y). На клеммнике двигателя это соответствует соединению перемычками выводов U2, V2, W2, а на питающие сети подаются фазы L1, L2, L3 на выводы U1, V1, W1 соответственно.
Индекс «M4» – это условное обозначение установочного размера по длине станины (l-й размер) в рамках одной высоты оси вращения (315 мм). Более длинный станин (например, S4, L4) при той же мощности означают большую длину активной части (железа и обмоток), что может положительно влиять на КПД и тепловой режим. M4 – средний, наиболее распространенный размер.
Со стороны привода (DE) обычно устанавливается роликовый подшипник (например, NU 3xx ECP4), воспринимающий радиальные нагрузки. Со стороны противопривода (NDE) – шариковый сдвоенный (например, 63xx ECP4), фиксирующий ротор в осевом направлении и воспринимающий радиальные нагрузки. Конкретные типоразмеры (6318, NU318) указываются в паспорте двигателя и зависят от производителя.