Электродвигатели АИР 112 МВ6: полный технический анализ
Электродвигатель АИР 112 МВ6 представляет собой асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором, трехфазный, общепромышленного исполнения, соответствующий стандарту ГОСТ Р 51689-2000 (МЭК 60034-1). Модель входит в унифицированную серию АИР, которая является преемником советской серии 4А. Индекс расшифровывается следующим образом: А — асинхронный, И — по ГОСТу (Интерэлектро), Р — привязка мощности к рамкам (Р100, Р90), 112 — высота оси вращения вала в миллиметрах (112 мм), М — установочный размер по длине станины (средняя длина), В — исполнение по способу монтажа (вертикальное с фланцем на лапах), 6 — число полюсов (синхронная частота вращения 1000 об/мин).
Конструктивные особенности и исполнение
Двигатель АИР 112 МВ6 относится к машинам с высотой оси вращения 112 мм, что определяет его габаритные размеры и массу. Исполнение «МВ» указывает на комбинированный способ монтажа: двигатель имеет лапы для установки на горизонтальную поверхность и фланец на приводной стороне. Это позволяет осуществлять жесткое соединение с редуктором, насосом или другим механизмом, обеспечивая точную соосность. Конструктивно двигатель состоит из следующих основных узлов:
- Станина: Литая, из чугуна марки СЧ15-СЧ25, обеспечивает жесткость конструкции и эффективный отвод тепла. Имеет ребристую поверхность для увеличения площади охлаждения.
- Сердечник статора: Набран из изолированных листов электротехнической стали, запрессован в станину. Пазы статора содержат обмотку из медного провода с теплостойкой изоляцией класса F.
- Ротор: Короткозамкнутый, типа «беличья клетка». Сердечник ротора также шихтованный, залит алюминиевым сплавом, формирующим стержни, замыкающие кольца и вентиляционные лопатки.
- Подшипниковые щиты: Чугунные, крепятся к станине. В них установлены подшипники качения: на приводной стороне, как правило, радиально-упорный шарикоподшипник, на противоприводной — радиальный шарикоподшипник.
- Вентилятор и кожух: Вентилятор центробежного типа, изготовлен из пластика или алюминиевого сплава, закрыт защитным кожухом. Обеспечивает независимое охлаждение по схеме IC0141.
- Клеммная коробка: Расположена в верхней части станины. Имеет уплотнения для защиты от пыли и брызг. Ввод кабеля может быть исполнен в разных вариантах (сальниковый ввод, под трубу).
- Насосное оборудование: Центробежные, шестеренные, поршневые насосы в системах водоснабжения, отопления, пожаротушения, гидравлических системах.
- Вентиляторное оборудование: Радиальные и канальные вентиляторы среднего давления.
- Приводы станков: В качестве вспомогательных приводов в металлообрабатывающем и деревообрабатывающем оборудовании.
- Подъемно-транспортные механизмы: Лебедки, подъемники небольшой мощности, конвейеры.
- Смесительное и дозирующее оборудование: Приводы мешалок, миксеров в пищевой, химической и строительной отраслях.
- Пуск по схеме «звезда-треугольник» (Y-Δ): Эффективен для двигателей, обмотки которых рассчитаны на работу в треугольнике при 380В. Снижает пусковой ток в 3 раза, но также снижает пусковой момент в 3 раза.
- Устройства плавного пуска (УПП): Позволяют регулировать напряжение на статоре, обеспечивая плавный рост тока и момента, что снижает механические удары и продлевает срок службы привода.
- Частотные преобразователи (ЧП): Наиболее технологичное решение, позволяющее не только плавно пускать и останавливать двигатель, но и регулировать скорость в широком диапазоне, экономя электроэнергию.
- Внешний осмотр и очистку: Удаление пыли, грязи с корпуса, кожуха вентилятора и клеммной коробки.
- Контроль вибрации: Уровень вибрации на подшипниковых щитах не должен превышать 4.5 мм/с для исполнения с числом полюсов 6.
- Контроль температуры: Нагрев подшипников и станины не должен превышать 95°C для подшипников качения и 130°C для обмоток (класс B).
- Проверка и подтяжка креплений: Контроль затяжки фундаментных болтов, болтов крепления фланца, соединений в клеммной коробке.
- Контроль состояния подшипников: Замена смазки через 8-10 тыс. часов работы. Используется термостойкая пластичная смазка (ЛИТОЛ-24, ЦИАТИМ-201 и аналоги).
- Измерение сопротивления изоляции: Мегаомметром на 500В. Сопротивление изоляции обмоток относительно корпуса и между фазами в холодном состоянии должно быть не менее 1 МОм, а в рабочем — не менее 0.5 МОм по ГОСТ.
Основные технические характеристики
Ключевые параметры двигателя АИР 112 МВ6 определяются его местом в ряду мощностей и числом полюсов. Ниже приведены сводные данные, основанные на типовых каталожных значениях.
Таблица 1. Номинальные параметры и габариты
| Параметр | Значение | Единица измерения | Примечание |
|---|---|---|---|
| Мощность на валу (P2) | 4.0 | кВт | Номинальная полезная мощность |
| Синхронная частота вращения (n0) | 1000 | об/мин | При частоте сети 50 Гц |
| Номинальная частота вращения (nн) | ≈935-950 | об/мин | Зависит от скольжения |
| Номинальное напряжение | 380 | В | Для сети 50 Гц, треугольник (Δ) |
| Номинальный ток (Iн) | ≈9.2-9.5 | А | При 380В, 50 Гц |
| Коэффициент полезного действия (КПД, η) | 84.5 — 85.5 | % | Класс энергоэффективности IE2 (стандартно) |
| Коэффициент мощности (cos φ) | 0.79 — 0.81 | — | При номинальной нагрузке |
| Кратность пускового тока (Iп/Iн) | 6.0 — 7.0 | — | |
| Кратность пускового момента (Mп/Mн) | 2.0 — 2.2 | — | |
| Кратность максимального момента (Mmax/Mн) | 2.4 — 2.6 | — | |
| Масса | ≈52 — 55 | кг | Зависит от производителя |
| Степень защиты (IP) | IP54 / IP55 | — | Стандартное исполнение |
| Класс нагревостойкости изоляции | F | — | Допустимый нагрев 155°C, работает по классу B (130°C) |
| Режим работы | S1 | — | Продолжительный номинальный режим |
Механические характеристики и монтажные размеры
Исполнение МВ (лапы + фланец) определяет уникальный набор установочных и присоединительных размеров, которые регламентированы стандартами. Фланец соответствует стандарту ГОСТ Р 51526-99 (аналогичен IEC 60072-2), тип фланца FF (свободный фланец) с направющим буртом.
Таблица 2. Основные монтажные и присоединительные размеры (типовые)
| Обозначение размера | Значение, мм | Описание |
|---|---|---|
| h (высота оси вращения) | 112 | Базовая размерная характеристика |
| l1 (длина от лапы до конца вала) | ≈400-430 | Зависит от длины станины «М» |
| l10 (длина от лапы до фланца) | ≈60-70 | |
| d1 (диаметр вала) | 32 | С шпоночным пазом 10×8 мм |
| d20 (диаметр фланца) | 230 | Наружный диаметр фланца |
| d22 (диаметр центрирующего бурта) | 130 | Обеспечивает соосность |
| a (межосевое расстояние лап в длину) | 190 | |
| b (межосевое расстояние лап в ширину) | 140 | |
| d25 (диаметр отверстий фланца) | 15 | Под болты М12 или М14 |
| h31 (диаметр отверстий в лапах) | 15 | Под фундаментные болты |
Энергоэффективность и классы изоляции
Стандартные двигатели серии АИР 112 МВ6, выпущенные до внедрения строгих норм, обычно соответствуют классу энергоэффективности IE1 (стандартный). Современные производства, ориентированные на рынок ЕАЭС и соблюдение ТР ТС 004/2011, выпускают данную модель в классе IE2 (повышенный). Достижение класса IE2 обеспечивается за счет использования большего количества активных материалов (медь, сталь), оптимизации магнитной системы и снижения паразитных потерь. Класс изоляции F с рабочим пределом температуры 155°C позволяет иметь запас по термостойкости при работе в номинальном режиме, что повышает надежность и ресурс двигателя.
Области применения и типовые приводы
Двигатель АИР 112 МВ6, благодаря комбинированному креплению и частоте вращения 1000 об/мин, находит широкое применение в приводах, требующих жесткого фланцевого соединения и среднего крутящего момента. Основные области использования:
Выбор именно 6-полюсного исполнения (1000 об/мин) вместо более распространенного 4-полюсного (1500 об/мин) часто обусловлен требованиями технологического процесса к скорости вращения рабочего органа или необходимостью снижения частоты включений редуктора.
Управление, пуск и защита
Пуск двигателя АИР 112 МВ6 мощностью 4 кВт может осуществляться различными способами. Прямой пуск (DOL) от сети 380В допустим при условии, что мощность сети достаточна для броска пускового тока (до 60-70 А). Для снижения пусковых токов и плавного разгона применяются:
Для защиты двигателя обязательна установка аппаратов защиты от токов короткого замыкания (автоматические выключатели с характеристикой D) и от перегрузки по току (тепловые реле или электронные защитные реле, встроенные в УПП/ЧП). Для двигателя с номинальным током ~9.5А уставка теплового реле обычно выбирается в диапазоне 9.5-10.5А.
Техническое обслуживание и диагностика
Плановое техническое обслуживание (ТО) двигателя АИР 112 МВ6 включает в себя:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается исполнение МВ от исполнений М (лапы) и В (фланец)?
Исполнение М (на лапах) предназначено только для монтажа на горизонтальную поверхность через лапы. Исполнение В (фланцевое) — только для крепления через фланец. Исполнение МВ — комбинированное, имеет и лапы, и фланец, что обеспечивает максимальную универсальность и надежность крепления, особенно в условиях вибрации или при необходимости точного позиционирования относительно сопрягаемого механизма.
Можно ли подключить двигатель АИР 112 МВ6 в однофазную сеть 220В?
Непосредственное подключение к однофазной сети 220В невозможно. Для работы требуется трехфазное напряжение. Однако существует возможность эксплуатации с использованием фазосдвигающих конденсаторов (емкостной пуск). При этом мощность на валу снизится на 30-50%, пусковые характеристики ухудшатся. Такой режим считается аварийным или временным и не рекомендуется для постоянной работы под нагрузкой.
Каков ресурс двигателя и от чего он зависит?
Средний расчетный ресурс двигателей серии АИР при соблюдении условий эксплуатации и ТО составляет 15 000 — 25 000 часов. Критическим узлом, определяющим ресурс, являются подшипники качения. Их состояние зависит от правильности центровки, отсутствия перекосов, качества и периодичности смазки, уровня вибраций. Изоляция обмоток при работе в пределах класса нагревостойкости имеет многократный запас долговечности.
Что означает класс защиты IP54 и IP55?
IP54: Защита от попадания пыли в количестве, не нарушающем работу (5), и защита от брызг воды со всех направлений (4). IP55: Защита от пыли (5) и защита от струй воды с любого направления (5). Исполнение IP55 предпочтительнее для работы на улице или в условиях повышенной влажности и оседания конденсата.
Как правильно выбрать тепловое реле для данного двигателя?
Номинальный ток теплового элемента реле должен быть равен или немного превышать номинальный ток двигателя (9.5А). Уставка регулировки тока срабатывания устанавливается в диапазоне 1.0-1.05 от Iн двигателя. Например, для тока 9.5А выбирается реле с диапазоном регулировки 9.0-10.0А или 10.0-13.0А, и уставка выставляется на 9.8-10.0А.
Допустимо ли использование двигателя для частых пусков (режим S4, S5)?
Стандартное исполнение АИР 112 МВ6 рассчитано на продолжительный режим работы S1. Для работы в повторно-кратковременных режимах (S3, S4, S5) с частыми пусками требуется специальное исполнение с усиленной изоляцией, улучшенной вентиляцией и, часто, с фазным ротором или повышенным скольжением. Использование стандартного двигателя в таком режиме приведет к перегреву и выходу из строя.
Как определить, что подшипники требуют замены?
Основные признаки износа подшипников: повышенный равномерный шум или гул, локальный нагрев подшипникового узла (более 95°C), повышенная вибрация, осевой или радиальный люфт вала. Перед заменой необходимо провести вибродиагностику для подтверждения диагноза.
В чем разница между двигателем АИР и двигателем 5АИ?
5АИ — это более современная серия, являющаяся развитием серии АИР. Основные отличия: повышенный класс энергоэффективности (IE2, IE3), использование современных изоляционных материалов, оптимизированная конструкция для снижения потерь и шума, часто — алюминиевая станина в малогабаритных исполнениях. Двигатели 5АИ соответствуют актуальным международным стандартам.