Электродвигатели 5АИ 90 кВт

Электродвигатели 5АИ 90 кВт: технические характеристики, конструкция и область применения

Электродвигатели серии 5АИ мощностью 90 кВт представляют собой асинхронные двигатели трехфазного тока с короткозамкнутым ротором, предназначенные для продолжительного режима работы S1. Данные двигатели соответствуют ГОСТ Р 51689-2000 (МЭК 60034-1) и являются современным развитием классических серий АИР. Модель 5АИ 90 кВт широко применяется в качестве привода для промышленного оборудования общего назначения: насосов, вентиляторов, компрессоров, дымососов, конвейеров, станков и других механизмов, не требующих регулирования частоты вращения в широком диапазоне.

Конструктивные особенности и исполнения

Двигатели 5АИ 90 кВт изготавливаются в корпусе из алюминиевого сплава или чугуна (в зависимости от габарита), что обеспечивает высокую механическую прочность и эффективный отвод тепла. Конструкция включает в себя следующие ключевые элементы:

• Статор: Сердечник набран из изолированных листов электротехнической стали, запрессован в корпус. Обмотка статора выполнена из медного провода с теплостойкой изоляцией класса F, что позволяет двигателю работать при температуре окружающей среды до +40°C.
• Ротор: Короткозамкнутый, типа «беличья клетка». Литой алюминиевый сердечник обеспечивает высокую надежность и минимальное техническое обслуживание.
• Подшипниковые щиты: Изготавливаются из алюминиевого сплава или чугуна. В качестве опор используются роликовые или шариковые подшипники качения с консистентной смазкой, рассчитанные на весь срок службы двигателя.
• Охлаждение: Система наружного обдува (IC411). Вентилятор, закрытый защитным кожухом, установлен на валу ротора и обеспечивает принудительное воздушное охлаждение.
• Клеммная коробка: Расположена в верхней части корпуса. Может быть повернута на 90°, 180° или 270° для удобства подключения кабелей. Имеет степень защиты IP54, что предотвращает попадание внутрь пыли и брызг воды.

Основные технические параметры и характеристики

Двигатель 5АИ 90 кВт выпускается с различными числами пар полюсов, что определяет его синхронную частоту вращения. Основные параметры сведены в таблицу.

Таблица 1. Сводные технические характеристики двигателей 5АИ 90 кВт

Параметр	5АИ 200L2 (2p=2)	5АИ 200L4 (2p=4)	5АИ 250S6 (2p=6)	5АИ 280S8 (2p=8)
Мощность, PN (кВт)	90
Синхронная частота вращения, n0 (об/мин)	3000	1500	1000	750
Номинальная частота вращения, nN (об/мин)	~2970	~1475	~980	~735
Номинальный ток, IN (А, при 380В)	165	170	175	180
Коэффициент полезного действия, η (%)	93.5	94.0	93.5	92.0
Коэффициент мощности, cos φ	0.90	0.88	0.86	0.80
Кратность пускового тока, Iп/IN	7.0	7.5	6.5	6.0
Кратность пускового момента, Mп/MN	1.3	1.4	1.2	1.1
Кратность максимального момента, Mmax/MN	2.3	2.5	2.2	2.0
Уровень звуковой мощности, Lw (дБ)	95	92	90	88
Масса, приблизительно (кг)	480	520	680	850

Климатические исполнения и степени защиты

Двигатели 5АИ 90 кВт производятся для работы в широком диапазоне условий. Стандартное климатическое исполнение – У3 (для умеренного климата, категория размещения 3). По заказу возможно изготовление в исполнениях У1, У2, У5, Т1, Т2, ХЛ. Основные степени защиты по ГОСТ/IEC 60034-5:

• IP54: Стандартная степень. Защита от прикосновения к токоведущим частям инструментом или пальцем, от проникновения пыли в количестве, нарушающем работу, и от брызг воды со всех направлений.
• IP55: Повышенная защита. Полная защита от пыли и от струй воды с любого направления. Рекомендуется для установок на открытом воздухе или в условиях повышенной запыленности и влажности.

Способы монтажа и установки

Наиболее распространенные способы монтажа по ГОСТ 2479 (IEC 60034-7):

• IM 1081: Лапы с фланцем на подшипниковом щите (комбинированный способ крепления).
• IM 1083: Лапы с фланцем на станине (комбинированный способ крепления).
• IM 1001: На лапах с двумя подшипниковыми щитами, с одним цилиндрическим концом вала.
• IM 3001: На лапах без фланца, с двумя подшипниковыми щитами, с одним цилиндрическим концом вала.

При монтаже необходимо обеспечить надежное выравнивание по осям (соосность) с приводимым механизмом. Несоблюдение этого требования приводит к повышенным вибрациям, перегреву подшипников и преждевременному выходу двигателя из строя.

Выбор и подключение. Сопутствующее оборудование

При выборе двигателя 5АИ 90 кВт необходимо учитывать:

• Характер нагрузки: Для вентиляторных нагрузок подходят двигатели с 2p=2 или 4. Для поршневых компрессоров и механизмов с высоким моментом инерции – с 2p=6 или 8.
• Режим работы: Двигатель рассчитан на режим S1. Для повторно-кратковременных режимов (S3, S4, S5) требуется проверка по тепловому расчету.
• Пусковые условия: Высокий пусковой ток (до 7.5*I_N) требует применения соответствующих аппаратов защиты и пуска.

Для подключения и защиты двигателя используются:

• Пускатели и контакторы: Номинальный ток должен быть не менее номинального тока двигателя (от 165А до 180А). Рекомендуется выбирать аппараты с категорией применения AC-3.
• Автоматические выключатели: Используются выключатели с характеристикой срабатывания D (для пусковых токов). Номинальный ток расцепителя выбирается с учетом пускового тока, обычно в диапазоне 250-400А.
• Тепловые реле: Настройка тока срабатывания должна соответствовать номинальному току двигателя, указанному на шильдике.
• Кабельная продукция: Для подключения двигателя 5АИ 90 кВт при напряжении 380В требуется кабель с медными жилами сечением не менее 50 мм² (например, ВВГ, АВВГ, КГ). Точный выбор сечения осуществляется по ПУЭ с учетом способа прокладки, длины линии и условий окружающей среды.

Эксплуатация и техническое обслуживание

Эксплуатация двигателей 5АИ 90 кВт не требует постоянного присутствия персонала, но необходимо проведение планово-предупредительных ремонтов (ППР). Основные мероприятия ТО включают:

• Ежесменный контроль: Визуальный осмотр, проверка температуры корпуса и подшипниковых узлов на ощупь или пирометром, контроль уровня вибрации и шума.
• Ежемесячное обслуживание: Проверка состояния клеммных соединений, очистка наружных поверхностей от пыли и грязи для обеспечения эффективного охлаждения.
• Ежегодное обслуживание: Измерение сопротивления изоляции обмоток мегомметром (норма не менее 1 МОм при 20°C). Контроль зазоров в подшипниках, при необходимости – добавление или замена смазки (тип смазки указывается в паспорте).

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается серия 5АИ от старой серии АИР?

Серия 5АИ является модернизированным аналогом серии АИР. Основные отличия: повышенный КПД (соответствует классу IE2 по МЭК 60034-30-1), использование современных изоляционных материалов класса F, оптимизированная магнитная система, сниженный уровень шума и вибраций. Габаритные и присоединительные размеры, как правило, взаимозаменяемы с серией АИР соответствующих габаритов.

Можно ли использовать двигатель 5АИ 90 кВт с частотным преобразователем (ЧП)?

Да, двигатели серии 5АИ пригодны для работы от частотного преобразователя. Однако для обеспечения надежной и долговечной работы необходимо соблюдать условия: использовать ЧП с синусоидальным фильтром или с ШИМ-частотой не менее 3-4 кГц для минимизации гармоник, выполнять заземление экранированного кабеля двигателя с двух сторон, а при длинных кабелях (>50 м) устанавливать выходные дроссели. Для продолжительной работы на низких скоростях (менее 20% от номинальной) может потребоваться независимое охлаждение (вентилятор с отдельным приводом).

Как правильно выбрать схему подключения обмоток («звезда» или «треугольник») для двигателя 5АИ 90 кВт?

Схема подключения определяется номинальным напряжением сети и данными на шильдике двигателя. Для двигателей 5АИ 90 кВт стандартное исполнение – напряжение 380/660 В. Это означает, что при подключении к сети 380В обмотки статора должны быть соединены в «треугольник». При подключении к сети 660В – в «звезду». Подключение в «звезду» в сеть 380В приведет к снижению пускового и рабочего моментов в 3 раза, и двигатель не сможет запустить нагрузку. Все пересоединения должны производиться в клеммной коробке двигателя в соответствии с прилагаемой схемой.

Каковы основные причины выхода из строя двигателей 5АИ 90 кВт?

Основные причины отказов: перегруз по току из-за механических неисправностей ведомого агрегата (заклинивание, износ), нарушение условий охлаждения (загрязнение ребер корпуса, отказ собственного вентилятора), несимметрия и колебания напряжения питающей сети, нарушение соосности при монтаже, износ подшипников из-за отсутствия ТО или неправильной смазки, пробой изоляции обмоток из-за влажности, старения или перенапряжений.

Какой класс энергоэффективности у двигателей 5АИ 90 кВт?

Стандартные двигатели серии 5АИ 90 кВт соответствуют классу энергоэффективности IE2 (Повышенный) согласно международному стандарту IEC 60034-30-1. По специальному заказу могут изготавливаться двигатели с классом IE3 (Премиум) и IE4 (Сверхпремиум), что достигается за счет использования улучшенных электротехнических сталей и оптимизации конструкции.

Каков расчетный срок службы двигателя при правильной эксплуатации?

При соблюдении всех условий эксплуатации, указанных в паспорте (номинальная нагрузка, температура окружающей среды, правильный монтаж и ТО), расчетный срок службы двигателей серии 5АИ составляет не менее 15 лет или 40 000 часов наработки. Критическим элементом, определяющим межремонтный интервал, обычно являются подшипниковые узлы.

Заключение

Электродвигатели 5АИ 90 кВт являются надежным, энергоэффективным и универсальным приводом для широкого спектра промышленного оборудования. Их выбор, основанный на точном учете технических параметров, условий эксплуатации и требований к монтажу, обеспечивает длительную и безотказную работу в составе различных технологических комплексов. Правильная организация пускозащитной аппаратуры, кабельных линий и системы технического обслуживания является ключевым фактором для реализации всего ресурса данного электротехнического оборудования.