Электродвигатели АИР 1310 об/мин

Электродвигатели АИР с синхронной частотой вращения 1310 об/мин: технические характеристики, конструкция и сфера применения

Электродвигатели серии АИР с синхронной частотой вращения 1310 об/мин (номинальная частота вращения при нагрузке ~1300 об/мин) относятся к асинхронным двигателям с короткозамкнутым ротором, имеющим 4 полюса. Данный типоразмер является одним из наиболее востребованных в промышленности благодаря оптимальному соотношению крутящего момента и скорости, что делает его универсальным для широкого спектра механизмов. Двигатели АИР 1310 об/мин производятся в соответствии с ГОСТ Р 51689-2000 (а также IEC 60034-1) и являются современным развитием серии АД. Их основное назначение – преобразование электрической энергии в механическую для привода насосов, вентиляторов, компрессоров, станков, конвейеров и другого промышленного оборудования, работающего от трехфазной сети переменного тока частотой 50 Гц.

Расшифровка обозначения и габаритно-присоединительные размеры

Обозначение типа двигателя, например, АИР132S4, расшифровывается следующим образом: А – асинхронный, И – по ГОСТу (Интерэлектро), Р – в алюминиевой станине (Р – от «рабочий»). Первые цифры (132) обозначают высоту оси вращения в миллиметрах (132 мм). Буква после цифр (S) указывает на установочный размер по длине станины (S – короткая, M – средняя, L – длинная). Последняя цифра (4) указывает на количество полюсов, что и определяет синхронную частоту вращения: для 4 полюсов n1 = (60 f) / p = (60 50) / 2 = 1500 об/мин. С учетом скольжения (3-7%) номинальная частота вращения ротора составляет примерно 1310-1450 об/мин.

Двигатели с высотой оси вращения 132 мм и 4 полюсами выпускаются в нескольких монтажных исполнениях, наиболее распространенные из которых:

• IM 1081 – на лапах, с двумя цилиндрическими концами вала.
• IM 2081 – на лапах, с одним цилиндрическим концом вала (наиболее распространенное).
• IM 3081 – фланцевое исполнение.
• IM 3681 – комбинированное (лапы + фланец).

Основные технические параметры и таблица мощностей

Для габарита 132 мм и 4 полюсов номинальная мощность двигателей варьируется в зависимости от длины сердечника (индекса S, M, L). Все двигатели рассчитаны на работу от сети 380 В, 50 Гц, с классом изоляции F (допустимый нагрев до 155°C), но с системой охлаждения, обеспечивающей температурный режим по классу B (до 130°C), что повышает надежность. Степень защиты стандартная – IP54 (защита от пыли и брызг воды со всех сторон), возможно изготовление в IP55.

Тип двигателя	Мощность, кВт	Ном. ток, А (380В)	Ном. КПД, %	cos φ	Момент инерции, кг·м²	Масса, кг
АИР132S4	7.5	15.2	87.0	0.84	0.027	~58
АИР132M4	11.0	21.8	88.5	0.86	0.038	~72
АИР132L4	15.0	29.4	89.5	0.87	0.055	~85

Конструктивные особенности и материалы

Станина и торцевые щиты двигателей АИР 1310 об/мин изготавливаются из алюминиевого сплава методом литья под давлением, что обеспечивает хорошее рассеивание тепла при сниженной массе по сравнению с чугунными аналогами. Активная сталь – электротехническая сталь с высокими магнитными свойствами, сердечник ротора запрессован на вал из конструкционной стали. Обмотка статора выполняется из медного эмаль-провода с термостойкой изоляцией, уложенной в пазы и закрепленной лакосвязкой. Подшипниковые узлы, как правило, используют шарикоподшипники качения (чаще всего 180306 на приводной стороне) с консистентной смазкой, защищенные лабиринтными уплотнениями. На валу со стороны, противоположной приводу, устанавливается вентилятор, закрытый защитным кожухом, обеспечивающий независимое охлаждение (IC 0141).

Механические характеристики и пусковые свойства

Двигатели АИР 1310 об/мин обладают жесткой механической характеристикой, то есть незначительным изменением частоты вращения при увеличении нагрузки в рабочей зоне. Это критически важно для стабильной работы конвейеров, насосов и вентиляторов. Пусковые характеристики определяются соотношением пускового момента (Mп/Mн) и пускового тока (Iп/Iн). Для двигателей данного габарита типичные значения:

• Пусковой момент: Mп / Mн = 2.0 – 2.3.
• Пусковой ток: Iп / Iн = 6.0 – 7.5.
• Максимальный момент (перегрузочная способность): Mmax / Mн = 2.4 – 2.8.

Высокий пусковой ток требует правильного выбора аппаратов защиты и управления (автоматических выключателей, контакторов, тепловых реле). Для снижения пусковых токов при тяжелых условиях пуска применяются схемы «звезда-треугольник», частотные преобразователи или устройства плавного пуска.

Сферы применения и выбор двигателя

Двигатели мощностью 7.5 – 15 кВт на 1310 об/мин являются «рабочими лошадками» в множестве отраслей. Их основное применение:

• Насосное оборудование: центробежные насосы для водоснабжения, орошения, циркуляции жидкостей в системах отопления и охлаждения.
• Вентиляционное оборудование: радиальные и осевые вентиляторы среднего давления для систем общеобменной вентиляции, дымоудаления, воздушного отопления.
• Компрессорная техника: поршневые и винтовые компрессоры малой и средней производительности.
• Конвейеры и транспортеры: ленточные, цепные и винтовые конвейеры с умеренной нагрузкой.
• Станкостроение: приводы металлорежущих и деревообрабатывающих станков (токарных, фрезерных, сверлильных).
• Прочее оборудование: смесители, дробилки, дозаторы, лебедки.

При выборе конкретного типоразмера (132S, 132M, 132L) необходимо учитывать не только требуемую мощность на валу, но и характер нагрузки (постоянная, переменная), инерцию разгоняемых масс, частоту включений в час и условия окружающей среды (температура, запыленность). Для вентиляторной нагрузки допустим выбор двигателя с мощностью, равной или чуть ниже мощности вентилятора. Для насосов с центробежным рабочим колесом также допустимо полное соответствие по мощности. Для ударных нагрузок (дробилки, прессы) необходим запас по мощности в 15-25%.

Энергоэффективность и классы IE

Современные двигатели АИР выпускаются с учетом стандартов энергоэффективности IEC 60034-30-1. Базовые модели, как правило, соответствуют классу IE2 (Повышенный уровень эффективности). Все чаще предлагаются модификации класса IE3 (Высокий уровень) и IE4 (Сверхвысокий уровень). Повышение КПД на 1-3% достигается за счет использования более качественной электротехнической стали, оптимизации магнитной системы и воздушного зазора, применения медных стержней в роторе (вместо алюминиевых) и снижения механических потерь. Замена двигателя на более высокий класс окупается за счет снижения эксплуатационных расходов на электроэнергию, особенно для оборудования с длительным временем непрерывной работы.

Монтаж, эксплуатация и техническое обслуживание

Монтаж двигателя должен производиться на ровную, жесткую, виброустойчивую фундаментную плиту или раму. Обязательна центровка вала двигателя и рабочего механизма с использованием щупов или лазерного инструмента. Неправильная центровка – основная причина преждевременного выхода из строя подшипников. Перед первым пуском необходимо проверить сопротивление изоляции обмоток (не менее 1 МОм мегаомметром на 500 В), свободное вращение ротора вручную и состояние защитного заземления.

Техническое обслуживание в процессе эксплуатации включает:

• Регулярную очистку наружных поверхностей от пыли и грязи для обеспечения эффективного охлаждения.
• Контроль температуры подшипниковых узлов и станины (на ощупь или пирометром).
• Периодическую проверку вибрации.
• Через 8-10 тыс. часов работы – замену смазки в подшипниках (используется термостойкая консистентная смазка типа Литол-24 или аналог).
• Контроль затяжки крепежных болтов и состояния клеммной коробки.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается двигатель 1310 об/мин от 1500 об/мин?

В технической документации и в обиходе под «двигателем 1500 об/мин» часто подразумевают его синхронную частоту (4 полюса). Фактическая же номинальная частота вращения под нагрузкой всегда ниже синхронной на величину скольжения и для серии АИР составляет примерно 1310-1450 об/мин в зависимости от мощности и нагрузки. Таким образом, это один и тот же двигатель. Если же речь идет о сравнении 4-полюсных (1310-1450 об/мин) и 2-полюсных (2730-2950 об/мин) двигателей, то разница в скорости и крутящем моменте фундаментальна: при одинаковой мощности 4-полюсный двигатель имеет больший момент, но меньшую скорость.

Какой пусковой ток у двигателя АИР132M4 (11 кВт) и как его ограничить?

Для АИР132M4 номинальный ток составляет примерно 21.8 А. Пусковой ток при прямом включении (DOL) будет в 6-7.5 раз выше, то есть около 130-165 А. Для его ограничения применяют следующие методы:

• Переключение «звезда-треугольник»: снижает пусковой ток в 3 раза (до ~45-55 А), но также в 3 раза снижает пусковой момент. Применим только для двигателей, рассчитанных на работу в треугольнике при 380 В, и для механизмов с легкими условиями пуска (вентиляторы, насосы).
• Частотный преобразователь (ЧП): обеспечивает наиболее плавный и оптимальный пуск с точным регулированием тока и момента, а также позволяет регулировать скорость в процессе работы.
• Устройство плавного пуска (УПП): ограничивает ток и момент за счет плавного нарастания напряжения на статоре.

Можно ли подключить двигатель АИР 380В к сети 220В?

Непосредственно к однофазной сети 220В – нет, так как это трехфазный двигатель. Однако существует схема подключения через фазосдвигающий конденсатор (емкостной пуск). При этом мощность двигателя будет использована не более чем на 50-70%, а пусковые характеристики ухудшатся. Такой режим считается аварийным или временным решением для маломощных двигателей (до 3-4 кВт). Для постоянной работы в однофазной сети рекомендуется использовать трехфазный двигатель в паре с частотным преобразователем, имеющим однофазный вход 220В и трехфазный выход 220/380В.

Что означает класс изоляции F и система охлаждения IC 0141?

Класс изоляции F указывает на то, что изоляционные материалы обмотки способны длительно выдерживать температуру 155°C. Однако система охлаждения IC 0141 (стандартная самовентиляция с наружным вентилятором на валу) обеспечивает такой тепловой режим, что температура обмотки не превышает 130°C (класс B). Этот запас в 25°C существенно повышает надежность и ресурс двигателя, компенсируя возможные перегрузки, запыленность или повышенную температуру окружающей среды.

Как часто нужно проводить замену смазки в подшипниках?

Периодичность замены смазки зависит от условий эксплуатации (температура, запыленность, режим работы). Общая рекомендация производителей – каждые 4000-10000 часов работы. Для двигателей, работающих в нормальных условиях (чистое помещение, температура до +40°C), интервал можно принять равным 8000-10000 часов. При работе в запыленной среде, при повышенных температурах или в режиме частых пусков интервал сокращается до 4000-5000 часов. Важно не переполнять подшипниковую полость смазкой – ее объем должен составлять примерно 1/2 — 2/3 свободного пространства.

Как подобрать аналог двигателя АИР зарубежного производства?

При подборе аналога необходимо учитывать ключевые параметры: номинальную мощность (кВт), частоту вращения (об/мин), напряжение и частоту сети (например, 400В, 50 Гц), монтажное исполнение (IM2081, IM3081), степень защиты (IP55), класс изоляции (F) и энергоэффективности (IE2/IE3). Европейские производители (Siemens, ABB, WEG) используют схожую систему обозначений по МЭК. Например, аналогом АИР132M4 может быть двигатель серии Siemens 1LE1 (тип 1LE1311-…), ABB M3AA (тип M3AA 132M…). Габаритные и присоединительные размеры, как правило, стандартизированы по IEC, что обеспечивает взаимозаменяемость.

Заключение

Электродвигатели АИР с номинальной частотой вращения 1310 об/мин представляют собой отработанную, надежную и универсальную серию для промышленного привода. Их конструкция, основанная на современных стандартах, обеспечивает длительный срок службы при соблюдении правил монтажа и эксплуатации. При выборе конкретной модели необходимо тщательно анализировать параметры нагрузки, условия окружающей среды и требования к энергоэффективности. Понимание механических и электрических характеристик, заложенных в таблицах данных, позволяет инженеру-энергетику или проектировщику оптимально интегрировать двигатель в технологическую цепь, обеспечивая стабильную и экономичную работу всего оборудования.