Электродвигатели 5АИ 750 об/мин

Электродвигатели серии 5АИ с синхронной частотой вращения 750 об/мин: технические характеристики, конструкция и сфера применения

Электродвигатели серии 5АИ с синхронной частотой вращения 750 об/мин (8-полюсные) представляют собой асинхронные машины с короткозамкнутым ротором, предназначенные для привода механизмов, требующих низкой частоты вращения при высоком крутящем моменте. Данная серия является частью единого ряда двигателей 5АИ, разработанных в соответствии с ГОСТ Р 51689-2000 (МЭК 60034-1) и предназначенных для замены устаревших серий АИР, 4А, АД и др. Двигатели 5АИ 750 об/мин находят широкое применение в промышленности благодаря своей надежности, повышенному КПД и адаптации к современным требованиям энергоэффективности.

Конструктивные особенности и исполнения

Двигатели серии 5АИ 750 об/мин изготавливаются в основном в алюминиевом корпусе (для габаритов 56-132) и в чугунном корпусе (габариты 160-355). Конструкция включает в себя следующие ключевые элементы:

• Статор: Сердечник набран из изолированных листов электротехнической стали, запрессован в корпус. Обмотка выполняется из медного провода с теплостойкой изоляцией класса F, что обеспечивает запас по термостойкости при работе в номинальном режиме (класс изоляции В).
• Ротор: Короткозамкнутый, типа «беличья клетка». Литой, выполнен из алюминиевого сплава. Конструкция пазов обеспечивает благоприятную механическую характеристику — высокий пусковой момент при умеренном пусковом токе.
• Подшипниковые щиты и узлы: Используются подшипники качения (шариковые или роликовые в зависимости от габарита). В двигателях больших мощностей предусмотрены устройства для добавления смазки и отвода отработанной.
• Охлаждение: Защищенные двигатели (IP23) имеют самовентиляцию с наружным обдувом. Двигатели закрытого обдуваемого исполнения (IP54, IP55) охлаждаются внешним вентилятором, установленным на валу и закрытым кожухом.

Основные климатические исполнения: У3 (для умеренного климата), У2 (для работы в закрытых помещениях с повышенной влажностью), У1 (для работы на открытом воздухе). По степени защиты от попадания твердых тел и воды наиболее распространены IP54 (защита от пыли и брызг) и IP55 (защита от пыли и струй воды).

Основные технические параметры и характеристики

Номинальная мощность двигателей 5АИ 750 об/мин варьируется от 0,55 кВт до 315 кВт в зависимости от габарита. Фактическая частота вращения при номинальной нагрузке составляет примерно 730 об/мин (скольжение 2-3%). Напряжение питания: 220/380 В, 380/660 В, 660 В для низковольтных исполнений. Также существуют высоковольтные модификации на 6000 В.

Важнейшим преимуществом серии 5АИ является повышенный энергоэффективность. Большинство двигателей данного ряда соответствуют классу энергоэффективности IE2 (стандартный) и IE3 (повышенный) по международной классификации IEC 60034-30-1, что является критически важным фактором при выборе оборудования для длительной эксплуатации.

Таблица 1. Основные параметры двигателей 5АИ 750 об/мин (выборочно, напряжение 380 В, 50 Гц, исполнение IM 1081)

Мощность, кВт	Габарит (высота оси вращения), мм	КПД, %, не менее (IE2)	Коэффициент мощности, cos φ	Пусковой ток Iп/Iн	Пусковой момент Мп/Мн	Максимальный момент Мmax/Мн	Масса, кг (прим.)
5,5	160M	88.5	0.78	6.5	1.8	2.2	95
11	180M	90.0	0.81	7.0	1.6	2.2	150
22	200L	91.5	0.84	7.0	1.3	2.2	240
45	250S	93.0	0.86	6.8	1.2	2.2	400
90	315S	94.5	0.87	6.5	1.0	2.2	780

Механические характеристики и особенности пуска

Двигатели с частотой 750 об/мин характеризуются высоким пусковым моментом, что делает их предпочтительными для привода механизмов с тяжелыми условиями пуска: мельниц, дробилок, поршневых компрессоров, ленточных конвейеров под завалом. Жесткая механическая характеристика (небольшое изменение скорости при росте нагрузки) обеспечивает стабильную работу при переменной нагрузке.

Пуск двигателей данной серии может осуществляться:

• Прямым пуском (DOL): Допустим для двигателей мощностью до 75-90 кВт при условии достаточной мощности питающей сети, так как пусковой ток в 5-7 раз превышает номинальный.
• Пуском со звезды на треугольник: Применим для двигателей, обмотки которых рассчитаны на работу при номинальном напряжении в схеме «треугольник». Снижает пусковой ток в 3 раза, но и пусковой момент также падает в 3 раза.
• С помощью устройств плавного пуска (УПП): Оптимальный способ для ограничения пускового тока и плавного разгона механизма, что снижает динамические нагрузки.
• С помощью частотного преобразователя (ЧП): Наиболее технологичный способ, позволяющий не только плавно пускать и останавливать двигатель, но и регулировать скорость в широком диапазоне, что для 8-полюсных двигателей используется реже, но актуально для точного позиционирования или согласования скоростей агрегатов.

Сферы применения и выбор сопутствующего оборудования

Низкая скорость и высокий момент определяют основные области применения двигателей 5АИ 750 об/мин:

• Приводы насосов и вентиляторов большой производительности (дымососы, главные циркуляционные насосы).
• Дробильное, мельничное и смесительное оборудование (шаровые мельницы, щековые и конусные дробилки).
• Конвейеры и транспортеры тяжелых грузов (ленточные, пластинчатые).
• Подъемно-транспортное оборудование (краны, лебедки).
• Поршневые компрессоры и другое оборудование с кривошипно-шатунным механизмом.

При выборе и монтаже необходимо учитывать:

• Защиту: Тепловая защита (встроенные позисторы или термоконтакты) обязательна. На питающей линии устанавливаются автоматические выключатели с комбинированным расцепителем или предохранители с плавкими вставками, рассчитанные на пусковые токи.
• Пусковую аппаратуру: Контакторы и пускатели должны быть подобраны в соответствии с номинальным током двигателя и категорией применения (AC-3 для прямого пуска).
• Кабельную продукцию: Сечение кабеля выбирается по номинальному току с учетом условий прокладки и поправочных коэффициентов. Для двигателей 5АИ рекомендуется использовать гибкие кабели с медными жилами в резиновой или ПВХ изоляции, например, КГ, ВВГ, АВВГ. Для частотно-регулируемого привода — специальные кабели с симметрированной конструкцией и экраном для подавления помех.

Таблица 2. Рекомендуемое сечение кабеля для подключения двигателей 5АИ 750 об/мин (напряжение 380 В, медь, прокладка в воздухе)

Мощность, кВт	Номинальный ток (прибл.), А	Минимальное сечение жилы, мм²	Рекомендуемый тип кабеля
5,5	12.5	2.5	ВВГ 3х2.5
11	24	4	ВВГ 3х4
22	45	10	ВВГ 3х10
45	87	25	АВВГ 3х25
90	170	70	АВВГ 3х70

Техническое обслуживание и диагностика

Плановое техническое обслуживание (ТО) двигателей 5АИ включает в себя:

• Контроль вибрации. Для двигателей 750 об/мин допустимый уровень вибрации на подшипниковых щитах обычно не должен превышать 2.8 мм/с для габаритов 160-225 и 4.5 мм/с для габаритов 250-355 по ГОСТ Р 52776-2007.
• Контроль температуры. Нагрев подшипников не должен превышать +95°C, обмоток — в соответствии с классом изоляции.
• Проверка и замена смазки в подшипниковых узлах. Интервал пересмазки зависит от типа подшипника, скорости вращения и условий работы (в среднем 4000-10000 часов).
• Измерение сопротивления изоляции обмоток мегомметром на 1000 В. Значение должно быть не менее 1 МОм для холодной обмотки, а для двигателей на напряжение 380 В рекомендуется не менее 0.5 МОм на 1 кВ рабочего напряжения.
• Контроль зазоров в подшипниках качения.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем двигатели 5АИ 750 об/мин принципиально отличаются от двигателей серии АИР тех же мощности и скорости?

Двигатели 5АИ являются модернизированным рядом, пришедшим на смену АИР. Основные отличия: повышенный КПД (соответствие классам IE2/IE3), использование более совершенных изоляционных материалов (класс F при работе по классу B), оптимизированная система охлаждения, унификация с международными габаритными размерами (IEC). По установочным и присоединительным размерам ряд 5АИ в большинстве случаев взаимозаменяем с АИР.

Можно ли использовать двигатель 750 об/мин для длительной работы на частоте 60 Гц от преобразователя?

Да, при питании от частотного преобразователя (ЧП) двигатель сможет работать на частоте 60 Гц. При этом его синхронная скорость увеличится до 900 об/мин. Важно убедиться, что ЧП позволяет задать правильную зависимость напряжения от частоты (закон V/f). Необходимо также проконтролировать, чтобы на повышенной скорости не были превышены максимально допустимые обороты двигателя (указаны на шильдике) и не возникла повышенная вибрация.

Как правильно выбрать между исполнениями IP54 и IP55 для работы в цехе?

Исполнение IP54 защищает от попадания пыли в количестве, нарушающем работу, и от брызг воды с любого направления. IP55 обеспечивает защиту от пыли и струй воды с любого направления. Для большинства цеховых условий, где возможна только повышенная запыленность и случайные брызги, достаточно IP54. IP55 целесообразно выбирать для помещений с активной мойкой оборудования, повышенной влажностью или для установки на открытых площадках без навеса.

Почему при пуске двигателя на 55 кВт 750 об/мин «выбивает» вводной автомат, хотя номинальный ток учтен?

Номинальный ток автомата должен быть выбран не только по рабочему току двигателя, но и с учетом пусковых токов (Iп ≈ 6-7*Iн). Для таких мощностей, как правило, необходим автомат с характеристикой срабатывания «D» (для двигателей), которая допускает 10-20-кратные кратковременные токи. Также необходимо рассмотреть возможность применения устройств плавного пуска или частотных преобразователей для ограничения пускового тока.

Как расшифровать полное обозначение, например, 5АИ200LB8 У3 IP55?

• 5АИ — серия асинхронного двигателя.
• 200 — высота оси вращения в мм.
• L — установочный размер по длине станины (L – длинная, M – средняя, S – короткая).
• B — конструктивное исполнение по способу монтажа (здесь IM 2081 – на лапах с фланцем).
• 8 — число полюсов (для 750 об/мин).
• У3 — климатическое исполнение для умеренного климата на открытом воздухе.
• IP55 — степень защиты.

Каковы основные признаки износа подшипников в этих двигателях и как часто их менять?

Основные признаки: повышенный равномерный шум или гул, вибрация на частоте вращения ротора, локальный нагрев подшипникового узла. Ресурс подшипников зависит от нагрузки, вибрации, качества смазки и правильности монтажа. В среднем, при нормальных условиях, подшипники в двигателях серии 5АИ требуют замены через 25-40 тысяч часов работы. Регламент ТО предписывает проверять их состояние каждые 4000-10000 часов работы.

Заключение

Электродвигатели серии 5АИ с синхронной частотой вращения 750 об/мин представляют собой современное, энергоэффективное и надежное решение для промышленных приводов, требующих высокого крутящего момента при низкой скорости. Их конструкция отвечает актуальным международным стандартам, а широкий диапазон мощностей и исполнений позволяет подобрать агрегат для решения конкретных технологических задач. Правильный выбор, монтаж и систематическое техническое обслуживание в соответствии с рекомендациями завода-изготовителя обеспечивают многолетнюю бесперебойную работу оборудования.