Электродвигатели АИР 100 S2
Электродвигатели АИР 100 S2: полное техническое описание и эксплуатационные характеристики
Электродвигатель АИР 100 S2 представляет собой асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором, трехфазный, общепромышленного исполнения. Модель относится к габариту 100 по ГОСТ Р 51689-2000 (стандарт МЭК 60072-1) и является одним из базовых элементов в линейке мощностей. Цифра «100» обозначает высоту оси вращения вала над плоскостью установки в миллиметрах (100 мм), а индекс «S2» указывает на режим работы — кратковременный с длительностью цикла 30 минут.
Конструктивное исполнение и основные стандарты
Двигатели серии АИР производятся в соответствии с межгосударственным стандартом ГОСТ Р 51689-2000, который гармонизирован с международными нормами IEC 60034 и DIN 42673. Это обеспечивает полную взаимозаменяемость с аналогичными машинами зарубежного производства серий МТН, ММ, Siemens 1LE0 и других. Конструктивно АИР 100 S2 состоит из следующих ключевых узлов:
- Статор: Сердечник набран из изолированных листов электротехнической стали, запрессован в чугунный корпус (литера «А» в обозначении). Обмотка статора выполнена из медного провода с теплостойкой изоляцией класса F, что обеспечивает запас по перегреву при работе в классе нагревостойкости B.
- Ротор: Короткозамкнутый, типа «беличья клетка». Литой алюминиевый сердечник с одновременной отливкой вентиляционных лопаток. Конструкция отличается высокой механической прочностью и надежностью.
- Корпус и защита: Выполнен из чугуна. Стандартная степень защиты — IP54 (защита от попадания пыли и брызг воды со всех направлений). Возможно исполнение IP55 по заказу.
- Система охлаждения: Самовентилируемая, с наружным обдувом (IC 0141 по ГОСТ Р 52776-2007). Вентилятор закрыт защитным кожухом.
- Исполнение по монтажу: Наиболее распространенное — IM 1081 (лапы с одним цилиндрическим концом вала). Также доступны модификации IM 2081 (с фланцем) и IM 3081 (лапы + фланец).
- Тепловой расчет: Конструкция двигателя оптимизирована для кратковременной работы. Допускается перегрузка по току в пусковых и рабочих режимах в течение этого периода без превышения предельно допустимой температуры изоляции.
- Эксплуатационные последствия: Использование двигателя S2 в продолжительном режиме (S1) недопустимо и приведет к перегреву, ускоренной деградации изоляции и преждевременному выходу из строя.
- Сфера применения: Данный режим востребован в приводах с цикличной работой: задвижки, заслонки, подъемные механизмы с длительными паузами, испытательные стенды, некоторые виды насосов и компрессоров с кратковременным режимом нагнетания.
- Пусковые свойства: Пуск осуществляется прямым включением в сеть (DOL). Значения пускового тока и момента соответствуют стандартам для данного габарита. Для снижения пускового тока могут применяться устройства плавного пуска или частотные преобразователи.
- Частотное регулирование: Двигатели АИР 100 S2, как правило, пригодны для работы от частотного преобразователя (ПЧ) при условии соблюдения ряда мер: использование ПЧ с синус-фильтром или дросселей, ограничение минимальной частоты (обычно не ниже 10-15 Гц для стандартного самовентилируемого исполнения), коррекция коэффициента нагрузки на низких частотах.
- Высота над уровнем моря: до 1000 м.
- Окружающая среда: невзрывоопасная, без агрессивных паров и газов.
- Температура окружающей среды: от -40°C до +40°C (для климатического исполнения У2, ХЛ2, Т2).
- Относительная влажность воздуха: не более 98% при 25°C.
- Рабочее положение: горизонтальное, вдоль оси вала. Допускаются отклонения, указанные в паспорте.
- Ежесменный контроль: Внешний осмотр, проверка температуры корпуса (тактильно или пирометром), уровня вибрации и шума.
- Ежеквартальное обслуживание: Контроль затяжки крепежных и присоединительных болтов, очистка наружных поверхностей от пыли и грязи, препятствующей охлаждению.
- Ежегодное обслуживание: Измерение сопротивления изоляции обмоток мегомметром (не менее 1 МОм при 25°C). Контроль состояния подшипников: замена смазки (при необходимости), проверка осевого и радиального люфтов.
- Диагностика неисправностей: Повышенный нагрев — перегрузка, несимметрия фаз, проблемы с вентиляцией. Повышенная вибрация — разбалансировка ротора, износ подшипников, несоосность. Гул и повышенный ток — межвитковое замыкание в обмотке статора.
Основные технические параметры и характеристики
Для габарита 100 S2 характерны следующие параметры, которые варьируются в зависимости от количества полюсов (синхронной частоты вращения).
Таблица 1. Сводные технические данные электродвигателей АИР 100 S2
| Кол-во полюсов | Мощность, кВт | Синхронная частота, об/мин | Номинальная частота (при скольжении), об/мин | КПД, η, % | cos φ | Пусковой ток, Iп/Iн | Пусковой момент, Мп/Мн | Момент инерции ротора, кг·м² | Масса, кг |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 2 | 4.0 | 3000 | ~2850 | 85.5 | 0.90 | 7.0 | 2.2 | 0.0063 | ~38 |
| 4 | 3.0 | 1500 | ~1420 | 85.0 | 0.83 | 7.0 | 2.2 | 0.0080 | ~40 |
| 6 | 2.2 | 1000 | ~930 | 82.0 | 0.76 | 6.5 | 2.0 | 0.0095 | ~42 |
| 8 | 1.5 | 750 | ~700 | 78.0 | 0.71 | 6.0 | 2.0 | 0.0112 | ~44 |
Все данные приведены для номинального напряжения 380 В при частоте 50 Гц, соединении обмоток «звезда» и работы в режиме S1 (продолжительный) для сравнения. Режим S2 предполагает работу в течение 30 минут с последующим отключением до полного охлаждения.
Режим работы S2 (кратковременный) и его особенности
Индекс S2 является критически важным в обозначении данного двигателя. Согласно ГОСТ Р 52776-2007 (IEC 60034-1), режим S2 характеризуется работой с постоянной нагрузкой в течение заданного времени, после которого двигатель отключается на период, достаточный для охлаждения до температуры окружающей среды (±2°C). Для АИР 100 S2 это время установлено в 30 минут.
Механические характеристики и регулирование
Асинхронный двигатель АИР 100 S2 имеет жесткую механическую характеристику n=f(M). Небольшое изменение момента нагрузки приводит к незначительному изменению частоты вращения (скольжение при номинальной нагрузке составляет 2-7% в зависимости от числа полюсов).
Условия эксплуатации и монтаж
Двигатель предназначен для работы в следующих условиях:
Монтажные требования: Установка на жесткое, выверенное по уровню основание. Обязательная центровка по полумуфтам с использованием щупа или индикатора. Неправильная центровка — основная причина вибрации и выхода из строя подшипниковых узлов. Рекомендуемый класс вибрации для данного габарита — «А» (нормальный) по ГОСТ Р 52776-2007.
Сравнение с двигателями продолжительного режима (S1) и выбор аналога
Основное отличие АИР 100 S2 от модели АИР 100 S1 (продолжительный режим) заключается в проектной оптимизации активных материалов (медь, сталь) и систем охлаждения для разных тепловых режимов. Двигатель S1 рассчитан на установившуюся температуру при неограниченно долгой работе. При необходимости заменить двигатель S2 на S1 в циклическом режиме требуется проверка по тепловому расчету. Часто двигатель S1 большей мощности может работать в режиме S2 с повышенными нагрузками.
Таблица 2. Сравнение режимов S1 и S2 для габарита 100 (на примере 3000 об/мин)
| Параметр | АИР 100 S2 (4.0 кВт) | АИР 100 S1 (4.0 кВт) | Примечание |
|---|---|---|---|
| Номинальный режим | S2, 30 мин | S1, неограниченно | Основное различие |
| Расчетная тепловая нагрузка | Выше | Ниже | Для S2 допускается больший перегрев за короткое время |
| Масса | Может быть несколько меньше | Стандартная | Из-за возможной экономии активных материалов |
| Стоимость | Обычно ниже | Стандартная | Для специализированного режима |
Техническое обслуживание и диагностика
Плановое техническое обслуживание включает:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается двигатель АИР 100 S2 от АИР 100 L2?
Буква «S» или «L» в обозначении после габарита (100) указывает на установочный размер по длине корпуса. «S» — короткая установочная длина, «L» — длинная. Это влияет на массу, момент инерции и, как правило, на мощность в рамках одного габарита. Например, АИР 100 L2 при тех же 3000 об/мин может иметь мощность 5.5 кВт. Индекс «2» в обоих случаях означает количество полюсов.
Можно ли использовать двигатель S2 в режиме S1, если снизить нагрузку?
Нет, это не рекомендуется без проведения детального теплового расчета. Конструктивные различия могут привести к перегреву даже при сниженной нагрузке в продолжительном режиме. Такую замену можно рассматривать только как временную аварийную меру с постоянным контролем температуры.
Как правильно подобрать тепловое реле или защитный автомат для АИР 100 S2?
Номинальный ток двигателя для 4-полюсной версии 3.0 кВт составляет примерно 6.3А (при 380В). Уставка теплового расцепителя должна быть выбрана на 5-10% выше этого значения. Для защиты от токов короткого замыкания используется мгновенный расцепитель (электромагнитный) с уставкой, превышающей пусковой ток (примерно 7*Iн = 44А). Рекомендуется использовать специализированные защитные устройства двигателей (мотор-автоматы).
Что означает класс изоляции F и почему рабочая температура по каталогу указана для класса B?
Класс изоляции F означает, что изоляционные материалы обмотки способны выдерживать температуру 155°C. Однако, согласно стандартам, двигатели проектируются с запасом, и фактическая рабочая температура не превышает 130°C, что соответствует классу B (130°C). Это увеличивает надежность и ресурс двигателя.
Каков средний ресурс двигателя АИР 100 S2?
При соблюдении условий эксплуатации, номинальной нагрузки и своевременном техническом обслуживании ресурс до первого капитального ремонта составляет 25-30 тысяч часов. Основными факторами, снижающими ресурс, являются вибрация, перегрузка, работа в условиях повышенной влажности и загрязненности.
Какой аналог у двигателя АИР 100 S2 по стандарту IEC?
Прямым аналогом являются двигатели серии МТН (или ММ) с высотой оси вращения 100 мм в исполнении для кратковременного режима S2, например, немецкие производители или восточноевропейские (DMR, ELHIM). Важно сверять не только габарит и мощность, но и режим работы, монтажное исполнение и степень защиты.