Электродвигатели АИМ 37 кВт
Электродвигатели АИМ 37 кВт: полный технический обзор и особенности применения
Электродвигатели серии АИМ мощностью 37 кВт представляют собой трехфазные асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором, спроектированные для продолжительного режима работы S1. Данная мощность является одной из наиболее востребованных в промышленном секторе, находя применение в системах вентиляции и кондиционирования, насосных и компрессорных установках, конвейерных линиях, станках и другом технологическом оборудовании. Модели АИМ соответствуют ГОСТ Р 51689-2000 (аналогичны стандарту IEC 60034), что определяет их основные габаритно-присоединительные размеры по ГОСТ 2479 (нормали DIN 42673).
Конструктивные особенности и модификации
Двигатели АИМ 37 кВт изготавливаются в корпусах из алюминиевого сплава (АИМ) или чугуна (АИР). Для данной мощности чаще встречается чугунное исполнение серии АИР ввиду требований к теплоотводу и механической прочности. Конструктивно двигатель состоит из статора, собранного из листов электротехнической стали с уложенной в пазы трехфазной обмоткой, и короткозамкнутого ротора типа «беличья клетка». Подшипниковые щиты, как правило, имеют лабиринтные уплотнения для защиты подшипниковых узлов.
Существует несколько основных модификаций двигателей АИМ/АИР 37 кВт:
- По степени защиты: IP54 (защита от попадания пыли и брызг воды), IP55 (защита от струй воды), IP23 (защита от капель и твердых тел). Наиболее распространено исполнение IP55 для работы в условиях повышенной влажности и запыленности.
- По способу охлаждения: IC0141 (самовентиляция с наружным обдувом корпуса), IC0161 (самовентиляция с внутренним каналом вентиляции).
- По климатическому исполнению: У2, У3 для умеренного климата; ХЛ2 для холодного; Т2, Т3 для тропического.
- По способу монтажа: IM1081 (лапы с одним цилиндрическим концом вала), IM2081 (лапы с двумя цилиндрическими концами валов), IM3081 (лапы и фланец на станине), IM3681 (лапы и фланец на щите).
- Ежесменный контроль: визуальный осмотр, проверка температуры корпуса и подшипниковых узлов на ощупь или пирометром, контроль уровня вибрации, прослушивание работы на предмет посторонних шумов.
- Периодическое ТО (раз в 3-6 месяцев): измерение сопротивления изоляции обмоток мегомметром (не менее 1 МОм при 500 В), проверка и подтяжка контактных соединений, очистка наружных поверхностей от загрязнений.
- Капитальное ТО (раз в 2-3 года или по наработке): замена смазки в подшипниках (тип смазки — Лита-24 или аналог), проверка воздушного зазора, при необходимости демонтаж и полная очистка внутренних полостей.
- АИР – серия двигателя (асинхронный, интерэлектропроект, корпус чугунный).
- 180 – высота оси вращения вала (180 мм).
- S – установочный размер по длине станины (S – короткая, M – средняя, L – длинная).
- 4 – число полюсов (4 полюса, синхронная частота 1500 об/мин).
- У3 – климатическое исполнение для умеренного климата, категория размещения 3.
- IP55 – степень защиты от внешних воздействий.
- IM3081 – способ монтажа (лапы с фланцем на станине).
Основные технические характеристики и параметры
Ключевые параметры для двигателей АИМ/АИР 37 кВт при питании от сети 380В, 50 Гц, для 2-х, 4-х и 6-ти полюсных исполнений представлены в таблице.
| Параметр | АИР132М2 (2p=2, 3000 об/мин) | АИР180S4 (2p=4, 1500 об/мин) | АИР180M6 (2p=6, 1000 об/мин) |
|---|---|---|---|
| Номинальная мощность, Pn | 37 кВт | 37 кВт | 37 кВт |
| Синхронная частота вращения | 3000 об/мин | 1500 об/мин | 1000 об/мин |
| Номинальный КПД, η | 91.4% | 92.2% | 91.8% |
| Коэффициент мощности, cos φ | 0.90 | 0.86 | 0.84 |
| Номинальный ток, In | 68.8 А | 70.4 А | 72.3 А |
| Пусковой ток, Iп/In | 7.5 | 7.5 | 6.5 |
| Пусковой момент, Mп/Mn | 2.0 | 2.1 | 2.0 |
| Максимальный момент, Mmax/Mn | 2.5 | 2.3 | 2.1 |
| Масса, кг (примерно) | ~300 | ~340 | ~360 |
Выбор и особенности подключения
Выбор конкретного исполнения двигателя мощностью 37 кВт определяется условиями технологического процесса. Для насосов и вентиляторов, где момент нагрузки квадратично зависит от скорости, часто выбирают 4-х полюсные исполнения (1500 об/мин) как компромисс между скоростью и моментом. Для приводов конвейеров или мешалок, требующих высокого пускового момента, могут быть предпочтительны 6-ти полюсные двигатели. 2-х полюсные двигатели (3000 об/мин) применяются там, где необходима высокая частота вращения, но они имеют большие пусковые токи и повышенный шум.
Подключение двигателей такой мощности осуществляется, как правило, через частотный преобразователь (ЧП) или устройство плавного пуска (УПП). Это обусловлено высокими пусковыми токами (до 7.5*In), которые создают нагрузку на сеть и вызывают просадки напряжения. Прямой пуск возможен только при наличии соответствующего запаса по мощности питающего трансформатора и с учетом требований энергосистемы. Обмотка статора соединяется «звездой» для работы в сети 380В. Сечение питающего кабеля должно выбираться по номинальному току с учетом способа прокладки и условий окружающей среды, обычно для 37 кВт это медный кабель сечением 16-25 мм².
Эксплуатация и техническое обслуживание
Эксплуатация двигателей АИМ 37 кВт требует соблюдения регламента технического обслуживания (ТО). Основные мероприятия включают:
Критически важным является обеспечение эффективного охлаждения. Заблокированные вентиляционные каналы приводят к перегреву обмоток и ускоренной деградации изоляции, сокращая срок службы двигателя в несколько раз.
Тенденции и аналоги. Энергоэффективность
В настоящее время классические двигатели серии АИР с классом энергоэффективности IE1 постепенно вытесняются моделями с повышенным КПД – IE2 и IE3 (в соответствии с ГОСТ Р 54413.1-2013 / IEC 60034-30-1). Для мощности 37 кВт разница в КПД между классами IE1 и IE3 может составлять 2-4%, что при круглосуточной работе дает значительную экономию электроэнергии. Многие производители предлагают аналоги двигателей АИМ 37 кВт в исполнении IE2 и IE3 под маркировками АИРЭ, АИРЕ, или импортные аналоги (Siemens, WEG, ABB). При выборе между классическим АИМ и двигателем класса IE3 необходимо проводить технико-экономическое обоснование, учитывая разницу в первоначальной стоимости и потенциал экономии на оплате электроэнергии.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается АИМ от АИР на 37 кВт?
Буква «М» в обозначении АИМ указывает на материал корпуса – алюминиевый сплав. АИР – чугунный корпус. Для мощности 37 кВт алюминиевые корпуса встречаются реже, так как чугун обеспечивает лучший теплоотвод и механическую жесткость. Габаритно-присоединительные размеры и электрические параметры у одинаковых габаритов (например, АИМ180S4 и АИР180S4) идентичны.
Какой пусковой автомат и тепловое реле выбрать для двигателя 37 кВт?
Номинальный ток двигателя ~70А. Для прямого пуска номинальный ток автоматического выключателя выбирается в 1.5-2 раза выше номинального тока двигателя: ~100-125А. Характеристика срабатывания – «D» или «K» для устойчивости к броскам пускового тока. Уставка теплового расцепителя реле (или отдельного теплового реле) выставляется на номинальный ток двигателя с учетом температуры окружающей среды.
Можно ли подключить двигатель 37 кВт к сети 220В?
Нет, стандартные трехфазные двигатели АИМ/АИР 37 кВт рассчитаны на напряжение 380/660В. Для питания от однофазной сети 220В потребуется использование частотного преобразователя с однофазным входом и трехфазным выходом, но это решение имеет ограничения по току и может потребовать двигателя большей мощности для компенсации потерь. Также возможно подключение через фазосдвигающие конденсаторы, но для мощности 37 кВт это крайне неэффективно и нетехнологично.
Как определить, что подшипники двигателя требуют замены?
Основные признаки: повышенный равномерный гул или прерывистый стук со стороны подшипниковых щитов, повышенная вибрация, нагрев подшипникового узла сверх допустимого (обычно более +80°C). Перед заменой необходимо провести вибродиагностику для подтверждения диагноза.
Что означает маркировка, например, «АИР180S4 У3 IP55 IM3081»?
Какой частотный преобразователь нужен для двигателя 37 кВт?
Необходим ЧП с номинальным выходным током не менее номинального тока двигателя (70-72А). Рекомендуется выбирать преобразователь с мощностью на одну ступень выше – 45 или 55 кВт, особенно если предполагается длительная работа на низких скоростях или с перегрузками. Обязательно требуется настройка параметров ЧП под паспортные данные двигателя (номинальные ток, напряжение, частота, скорость).