Электродвигатели АИМ 18,5 кВт

Электродвигатели АИМ 18,5 кВт: конструкция, параметры и область применения

Электродвигатели серии АИМ (Асинхронные, Интерэлектрод, Модернизированные) мощностью 18,5 кВт представляют собой унифицированную серию трехфазных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором, соответствующую стандарту ГОСТ 51689-2000 (IEC 60034-1). Данные двигатели являются базовым элементом для широкого спектра промышленного оборудования благодаря своей надежности, отработанной конструкции и оптимальному соотношению мощности и габаритов. Мощность 18,5 кВт (25 л.с.) является одной из наиболее востребованных в диапазоне средних мощностей для приводов насосов, вентиляторов, компрессоров, конвейеров, станков и других механизмов.

Конструктивные особенности и исполнения

Двигатели АИМ 18,5 кВт имеют классическую конструкцию, включающую статор с трехфазной обмоткой, уложенной в пазы, и короткозамкнутый ротор типа «беличья клетка». Корпус, как правило, чугунный, обеспечивающий высокую механическую прочность и эффективный отвод тепла. Конструкция предусматривает различные варианты исполнения, определяемые условиями эксплуатации.

• По способу монтажа (по ГОСТ 2479): Основными являются исполнения IM 1081 (лапы, фланец на подшипниковом щите), IM 2081 (лапы с фланцем) и IM 3081 (лапы с подшипниковыми щитами увеличенной прочности).
• По степени защиты (IP): Наиболее распространены IP54 (защита от пыли и брызг воды) и IP55 (защита от струй воды). Для особо сложных условий возможно исполнение IP56/IP65.
• По способу охлаждения: Стандартно используется IC 0141 (самовентиляция с наружным обдувом ребристого корпуса). Для частотно-регулируемого привода или работы на низких скоростях может потребоваться независимое охлаждение (IC 410).
• По климатическому исполнению: У1 (для умеренного климата), УХЛ (для холодного), Т (для тропического).

Основные технические характеристики и параметры

Технические параметры двигателей АИМ 18,5 кВт варьируются в зависимости от синхронной частоты вращения (числа полюсов). Ключевые характеристики приведены в сводной таблице.

Параметр	АИМ 180М2 (3000 об/мин)	АИМ 180М4 (1500 об/мин)	АИМ 180S4 (1500 об/мин)	АИМ 180М6 (1000 об/мин)	АИМ 180S8 (750 об/мин)
Мощность на валу, P2 (кВт)	18.5	18.5	18.5	18.5	18.5
Синхронная частота, об/мин	3000	1500	1500	1000	750
Номинальный КПД, η (%)	90.5	91.4	91.0	90.5	89.0
Коэффициент мощности, cos φ	0.90	0.87	0.86	0.86	0.80
Номинальный ток, Iн (А, при 380В)	35.5	37.0	37.5	39.5	44.5
Пусковой ток, Iп/Iн	7.0	7.5	7.5	6.5	6.0
Пусковой момент, Мп/Мн	2.0	2.0	2.0	1.8	1.8
Максимальный момент, Мmax/Мн	2.7	2.5	2.5	2.3	2.2
Масса, кг (примерно)	150	165	155	180	200

Обозначение в маркировке (например, АИМ 180М4) расшифровывается следующим образом: 180 – высота оси вращения вала в мм; М или S – установочный размер по длине станины (M – средний, S – короткий); цифра 4 – число полюсов (2, 4, 6, 8 и т.д.).

Энергоэффективность и классы IE

Современные двигатели АИМ 18,5 кВт производятся с учетом международных стандартов энергоэффективности IEC 60034-30-1. В зависимости от года выпуска и производителя, можно встретить двигатели следующих классов:

• IE1 (Стандартная эффективность): Устаревший класс, соответствует старым сериям АИР.
• IE2 (Повышенная эффективность): Наиболее распространенный класс для стандартных исполнений АИМ.
• IE3 (Высокая эффективность): Современные модели, обеспечивающие снижение потерь на 20-30% по сравнению с IE1.
• IE4 (Сверхвысокая эффективность): Достигается за счет использования улучшенных материалов и оптимизированных конструкций (например, роторов с медной «беличьей клеткой»).

Выбор двигателя класса IE3 или IE4 окупается за счет снижения эксплуатационных затрат на электроэнергию, особенно для оборудования с длительным временем наработки.

Особенности выбора и монтажа

При выборе двигателя АИМ 18,5 кВт необходимо учитывать:

• Режим работы (S1-S10 по ГОСТ Р МЭК 60034-1): Для постоянной длительной нагрузки (S1) подходит стандартный двигатель. Для повторно-кратковременных (S3-S5) или пусконагруженных режимов требуется проверка по тепловому и механическому перегрузкам, возможно, выбор двигателя с запасом мощности или специальным ротором.
• Способ пуска: Прямой пуск (до 18,5 кВт при достаточной мощности сети), пуск переключением «звезда-треугольник», использование устройств плавного пуска (УПП) или частотных преобразователей (ЧП). Последние два варианта существенно снижают пусковые токи и механические удары.
• Работа от частотного преобразователя: Для длительной работы на низких скоростях (менее 20% от номинала) требуется двигатель с независимой вентиляцией (IC 410). Для защиты от перенапряжений в обмотке рекомендуется использовать выходные дроссели или фильтры ЧП. У двигателей для ЧПП часто применяется изоляция с повышенной электрической прочностью.
• Монтаж и центровка:

  Жесткое основание, использование регулировочных прокладок, точная соосная центровка с приводным механизмом с помощью лазерного или индикаторного прибора. Несоосность более 0,05 мм приводит к повышенной вибрации, износу подшипников и сокращению ресурса.

Обслуживание и диагностика

Плановое техническое обслуживание включает в себя:

• Контроль вибрации: Допустимый уровень вибрации для данного типоразмера обычно не должен превышать 2,8 мм/с (по ГОСТ ISO 10816-3). Превышение указывает на дисбаланс, ослабление креплений или износ подшипников.
• Контроль температуры: Допустимый перегрев обмоток зависит от класса нагревостойкости изоляции (для класса F – 105°C, для класса H – 125°C). Измерение производится термометром или термопарами.
• Состояние подшипников: Периодическая проверка на шум, замена смазки (тип и периодичность – по паспорту двигателя). Для двигателей 18,5 кВт обычно используются подшипники качения (на валу – 6312, на противоположной стороне – 6311 или аналоги).
• Диагностика изоляции: Регулярное измерение сопротивления изоляции обмоток мегомметром (напряжение 1000 В). Значение должно быть не менее 1 МОм на 1 кВ номинального напряжения, а для двигателя 380В – не менее 0,5 МОм. Снижение сопротивления указывает на увлажнение или старение изоляции.

Типовые области применения

Двигатели мощностью 18,5 кВт широко применяются в качестве приводов для:

• Центробежных и поршневых насосов водоснабжения, ирригации, промышленных систем.
• Вентиляторов и дымососов котельных, систем вентиляции и кондиционирования.
• Компрессоров винтового и поршневого типа.
• Конвейерных линий, элеваторов, норий.
• Станков (токарных, фрезерных, деревообрабатывающих).
• Смесителей, дробилок, мельниц (требуется проверка по пусковому моменту).

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается АИМ от АИР?

АИМ является модернизированным развитием серии АИР. Основные отличия: повышенный КПД (соответствие классам IE2/IE3), использование более качественных электротехнических сталей и изоляционных материалов, оптимизированная система охлаждения, унификация с международными габаритными размерами (IEC). По установочным размерам они, как правило, взаимозаменяемы с АИР аналогичной мощности.

Какой пусковой ток у двигателя 18,5 кВт и как его снизить?

При прямом пуске пусковой ток составляет 230-310 А (в 6-8 раз выше номинального, см. таблицу). Для снижения используются: переключение со «звезды» на «треугольник» (ток снижается примерно в 3 раза), устройство плавного пуска (УПП) или частотный преобразователь (ЧП). УПП и ЧП позволяют ограничить ток на уровне 150-200% от номинального.

Можно ли подключить двигатель 380/660В к сети 220В через конденсатор?

Да, для этого используется схема подключения с рабочими и пусковыми конденсаторами. Однако мощность на валу при таком подключении падает на 30-50%, перегрев возрастает. Данный режим считается аварийным или временным решением. Для постоянной работы в сети 220В рекомендуется использовать трехфазный двигатель на 220В или установить преобразователь частоты с однофазным входом.

Как определить причину повышенного нагрева двигателя?

Последовательность диагностики: 1) Проверить нагрузку по току каждой фазы (перегрузка); 2) Проверить напряжение и симметрию фаз (перекос более 2% недопустим); 3) Проверить сопротивление изоляции и межвитковое замыкание; 4) Оценить состояние системы охлаждения (загрязнение ребер, работа вентилятора); 5) Проверить подшипники (шум, нагрев).

Что означает класс изоляции F и почему его указывают?

Класс изоляции F определяет максимально допустимую температуру перегрева обмотки (105°C) для данного двигателя. Это означает, что изоляционные материалы рассчитаны на длительную работу при этой температуре. Указание класса позволяет правильно выбрать двигатель для условий с повышенной ambient-температурой или для режимов с частыми пусками. Современные АИМ чаще всего имеют класс изоляции F.

Как подобрать частотный преобразователь для АИМ 18,5 кВт?

Номинальный ток ЧП должен быть не менее номинального тока двигателя (37-45А в зависимости от полюсности, см. таблицу). Рекомендуется запас 10-15%. Мощность ЧП указывается как 18,5 кВт / 25 л.с. Для насосно-вентиляторной нагрузки подходят преобразователи векторного или скалярного управления, для станков – с векторным управлением без датчика обратной связи. Обязательна установка входного дросселя при слабой сети и выходного – при длине кабеля более 50 метров.