Электродвигатели АИР 1350 об/мин

Электродвигатели АИР с синхронной частотой вращения 1500 об/мин (4-полюсные)

Электродвигатели серии АИР с синхронной частотой вращения 1500 об/мин (номинальное скольжение около 2-4%, фактическая частота вращения на валу ~1420-1470 об/мин) являются одной из наиболее востребованных групп в асинхронных двигателях общего назначения. Данные двигатели, классифицируемые как 4-полюсные, составляют основу приводов для широкого спектра промышленного оборудования благодаря оптимальному соотношению скорости, момента и габаритов. В рамках данной статьи рассматриваются конструктивные особенности, технические характеристики, сфера применения и ключевые аспекты выбора и эксплуатации данных машин.

Конструкция и принцип действия

Электродвигатели АИР 1500 об/мин представляют собой трехфазные асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором. Основные узлы включают в себя:

• Статор: Состоит из корпуса (чугунного или алюминиевого), сердечника из электротехнической стали и трехфазной обмотки. Обмотка статора подключается к сети переменного тока и создает вращающееся магнитное поле с синхронной скоростью 1500 об/мин (при частоте сети 50 Гц).
• Ротор: Короткозамкнутый, типа «беличья клетка». Состоит из сердечника и алюминиевой или медной обоймы с залитыми стержнями и замыкающими кольцами. Вращающееся поле статора индуцирует в роторе токи, взаимодействие которых с полем создает электромагнитный момент.
• Вал: Изготовлен из конструкционной стали, передает крутящий момент на рабочую машину.
• Подшипниковые щиты: Чугунные или алюминиевые, удерживают подшипники качения (обычно шариковые), обеспечивающие вращение ротора.
• Вентилятор и кожух: Обеспечивают принудительное охлаждение двигателя (система охлаждения IC0141).
• Клеммная коробка: Расположена, как правило, на верхней части корпуса, содержит борно для подключения питающего кабеля.

Скольжение (разница между синхронной и фактической скоростью ротора) является необходимым условием для наведения токов в роторе и создания момента. Номинальное скольжение для двигателей АИР 1500 об/мин обычно составляет 20-80 об/мин, что соответствует КПД порядка 87-94% в зависимости от мощности.

Основные технические характеристики и габаритно-присоединительные размеры

Двигатели АИР стандартизированы по ГОСТ 51689-2000 (IEC 60034-1). Основные параметры включают: номинальную мощность (P_N), напряжение (U_N), частоту тока (f), КПД (η), коэффициент мощности (cos φ), кратности пускового (M_п/M_N), минимального (M_min/M_N) и максимального (M_max/M_N) моментов, а также уровень шума и вибраций.

Габаритно-присоединительные размеры определяются по ГОСТ 2479 (аналогично стандарту IEC 60072-1) и обозначаются латинскими буквами (высота оси вращения) и цифрами (установочный размер). Для 4-полюсных двигателей типичны габариты от АИР 71 (высота оси 71 мм) до АИР 355 (высота оси 355 мм).

Таблица 1. Примерный диапазон мощностей и основные параметры для двигателей АИР 1500 об/мин (напряжение 380/660 В, 50 Гц)

Габарит (высота оси вращения), мм	Мощность, кВт (примерный ряд)	КПД (η), % (типовое значение)	cos φ (типовое значение)	Масса, кг (ориентировочно)
71-80	0.18 — 1.5	72 — 80	0.76 — 0.82	5 — 15
90-100	2.2 — 4.0	82 — 85	0.83 — 0.84	18 — 35
112-132	5.5 — 11	87 — 89	0.86 — 0.88	45 — 90
160-180	15 — 30	90 — 92	0.88 — 0.90	120 — 220
200-225	37 — 55	92 — 93.5	0.89 — 0.91	250 — 400
250-280	75 — 110	93.5 — 94.5	0.90 — 0.92	450 — 700
315-355	132 — 315	94.5 — 95.5	0.91 — 0.92	800 — 1800

Таблица 2. Кратности моментов для двигателей АИР (типовые значения по ГОСТ)

Параметр	Обозначение	Типовое значение для серии АИР
Кратность пускового момента	Mп/MN	1.8 — 2.2
Кратность минимального момента	Mmin/MN	1.1 — 1.3
Кратность максимального момента	Mmax/MN	2.2 — 2.8
Кратность пускового тока	Iп/IN	5.5 — 7.5

Способы монтажа и конструктивное исполнение

Двигатели АИР 1500 об/мин производятся в различных монтажных исполнениях по ГОСТ IEC 60034-5 (степень защиты IP54, IP55) и ГОСТ 2479 (способ монтажа).

• IM 1081: На лапах с одним цилиндрическим концом вала (наиболее распространенное).
• IM 2081: На лапах с фланцем на подшипниковом щите.
• IM 3081: Без лап, с фланцем на подшипниковом щите.
• IM 3681: На лапах и с фланцем одновременно.

Климатическое исполнение: У2, У3 для умеренного климата, ХЛ2 для холодного, Т2, Т3 для тропического.

Области применения

Двигатели с частотой вращения ~1500 об/мин универсальны. Основные области применения:

• Насосное оборудование: Центробежные, поршневые, шестеренные насосы в ЖКХ, нефтегазовой, химической промышленности.
• Вентиляторное и компрессорное оборудование: Вентиляторы, дымососы, воздуходувки, компрессоры.
• Конвейеры и транспортеры: Ленточные, винтовые, пластинчатые конвейеры.
• Станки и технологическое оборудование: Токарные, фрезерные, деревообрабатывающие станки, дробилки, смесители, мельницы.
• Подъемно-транспортное оборудование: Лебедки, краны, тельферы (часто через редуктор).

Выбор и особенности эксплуатации

При выборе двигателя АИР 1500 об/мин необходимо учитывать:

• Мощность: Двигатель должен иметь номинальную мощность, равную или превышающую мощность на валу рабочей машины с учетом возможных перегрузок. Недостаточная мощность ведет к перегреву и выходу из строя, завышенная – к снижению cos φ и КПД системы.
• Режим работы (S1 — S10 по ГОСТ): Для большинства применений характерен продолжительный режим S1. Для циклических нагрузок (краны, прессы) необходим расчет по эквивалентной мощности или выбор двигателя для повторно-кратковременного режима.
• Пусковые условия: При тяжелых условиях пуска (большой маховый момент механизма) требуется проверка по пусковому и минимальному моменту. Возможно применение двигателей с повышенным пусковым моментом (например, серии АИР_Р).
• Способ пуска: Прямой пуск (до 11-15 кВт, в зависимости от возможностей сети), пуск переключением «звезда-треугольник», с помощью мягкого пускателя или частотного преобразователя (ЧП).
• Частотное регулирование: Двигатели АИР общего назначения могут работать с ЧП, но необходимо учитывать снижение охлаждения на низких скоростях (может потребоваться независимый вентилятор), риск резонансных колебаний и перенапряжений в изоляции. Для интенсивного регулирования предпочтительны двигатели с инверторным исполнением изоляции.

Техническое обслуживание и диагностика

Плановое ТО включает:

• Контроль вибрации (нормы по ГОСТ ISO 10816-3).
• Измерение температуры подшипников и статора (термометрами или тепловизором).
• Контроль состояния изоляции обмоток (мегомметром на 500/1000 В). Сопротивление изоляции должно быть не менее 1 МОм при 25°C с учетом поправки на температуру.
• Чистку, проверку состояния вентиляционных каналов.
• Через 8-10 тыс. часов работы – замену смазки в подшипниках (тип смазки указан на табличке).

Типовые неисправности: износ подшипников (шум, вибрация), ослабление креплений, загрязнение, межвитковое замыкание, обрыв стержня «беличьей клетки».

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается двигатель на 1500 об/мин от 3000 об/мин?

Двигатель на 1500 об/мин (4 полюса) имеет в 2 раза больше полюсов, чем двигатель на 3000 об/мин (2 полюса). При одинаковой мощности 4-полюсный двигатель имеет большие габариты и массу, больший вращающий момент при меньшей скорости, как правило, более высокий cos φ и, зачастую, больший ресурс за счет меньших механических нагрузок на подшипники и ротор.

Как определить реальную частоту вращения двигателя под нагрузкой?

Номинальная частота вращения указана на заводской табличке (например, 1460 об/мин). Под нагрузкой она снижается пропорционально скольжению. Точное значение можно измерить тахометром или лазерным тахометром. При отсутствии нагрузки скорость будет близка к синхронной (1500 об/мин).

Можно ли изменить скорость вращения двигателя АИР 1500 об/мин?

Да, основными способами являются: изменение частоты питающего тока с помощью частотного преобразователя (наиболее эффективный и распространенный метод), переключение обмоток (например, с треугольника на двойную звезду для получения ~3000 об/мин, если такая возможность заложена конструктивно), либо использование редуктора или ременной передачи.

Что означают степени защиты IP54 и IP55?

IP54: Защита от попадания пыли в количестве, нарушающем работу (5), и от брызг воды со всех направлений (4). IP55: Защита от пыли (5) и от струй воды с любого направления (5). IP55 обеспечивает лучшую защиту от водяных струй и чаще рекомендуется для установки вне помещений.

Как правильно подключить двигатель на 380/660 В к сети 380 В?

При подключении к сети 380 В (линейное напряжение) обмотки статора должны быть соединены по схеме «треугольник» (Δ). Напряжение на фазной обмотке в этом случае составит 380 В, что соответствует номинальному значению для данного включения. Схема «звезда» (Y) применяется для сети 660 В.

Почему двигатель греется выше допустимой температуры?

Возможные причины: перегруз по току, несимметрия или отклонение напряжения сети, высокая ambient температура, забиты вентиляционные каналы, износ подшипников, межвитковое замыкание, неправильное подключение обмоток (например, звезда вместо треугольника при 380 В).

Как подобрать кабель для подключения двигателя?

Сечение кабеля выбирается по номинальному току двигателя (указан на табличке) с учетом способа прокладки, температуры окружающей среды и группового коэффициента. Для двигателей с прямым пуском необходимо также проверить потерю напряжения в кабеле в момент пуска (она не должна превышать 10-15%). Защита (автоматический выключатель, тепловое реле) настраивается на номинальный ток двигателя с учетом его пусковых характеристик.

В чем разница между двигателями АИР и АИРС?

АИР – двигатели с алюминиевым корпусом (для габаритов примерно до 112) и чугунными (со 132 и выше). АИРС – устаревшее обозначение двигателей с алюминиевым корпусом (сталь). В современной номенклатуре чаще используется единое обозначение АИР, а материал корпуса определяется габаритом.