Электродвигатели АИР 160 М2
Электродвигатели АИР 160 М2: полный технический обзор и эксплуатационные характеристики
Электродвигатель АИР 160 М2 представляет собой асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором, трехфазный, общепромышленного исполнения, соответствующий серии АИР по ГОСТ Р 51689-2000 (и его аналогу МЭК 60034-1). Модель является одним из наиболее востребованных агрегатов в диапазоне мощностей 11-15 кВт и относится к габариту 160 по высоте оси вращения (160 мм). Литера «М» обозначает установочный размер по длине (средняя длина), а цифра «2» указывает на количество полюсов, то есть на синхронную частоту вращения 3000 об/мин (при частоте сети 50 Гц). Данный двигатель предназначен для продолжительного режима работы S1 и рассчитан на эксплуатацию в условиях умеренного климата на высоте до 1000 метров над уровнем моря.
Конструктивное исполнение и основные компоненты
Конструкция двигателя АИР 160 М2 является классической для серии. Основные узлы включают:
- Статор: Состоит из корпуса (литого чугунного), сердечника, набранного из изолированных листов электротехнической стали, и трехфазной обмотки, уложенной в пазы. Обмотка изготавливается из медного провода с теплостойкой изоляцией класса F, что обеспечивает запас по термостойкости при работе в номинальном режиме.
- Ротор: Короткозамкнутый, типа «беличья клетка». Сердечник ротора также набран из листовой стали, в пазы залит алюминиевый сплав, формирующий стержни и замыкающие кольца. Такая конструкция обеспечивает высокую надежность и простоту обслуживания.
- Подшипниковые щиты: Чугунные, крепятся к корпусу. В них установлены подшипники качения, обеспечивающие вращение вала.
- Вал: Изготовлен из углеродистой или легированной стали. Имеет цилиндрический конец вала для установки полумуфты или шкива. На валу установлен вентилятор для охлаждения.
- Вентилятор и кожух: Вентилятор, закрытый защитным кожухом, создает поток воздуха, обдувающий ребристую поверхность корпуса двигателя (исполнение IC 0141).
- Клеммная коробка: Расположена в верхней части корпуса. Обеспечивает подключение питающего кабеля. В зависимости от модификации, может иметь возможность поворота на 90° или 180°.
- Высота оси вращения, h: 160 мм.
- Установочные размеры по лапам: 254 мм (между отверстиями вдоль двигателя) x 210 мм (между отверстиями поперек).
- Диаметр выходного конца вала, d: 48 мм.
- Длина от конца вала до первой лапы, b10: 110 мм.
- Размеры фланца (для фланцевого исполнения IM3081): 300 мм (наружный диаметр) с крепежными отверстиями на диаметре 250 мм.
- АИР 160 М2 У3 (IP54/IP55): Базовая модель на лапах (IM1081).
- АИР 160 М2 Ф2/ФЛ2: Фланцевое исполнение (IM2081, IM3081).
- АИР 160 М2 Р32/РЛ32: С повышенным скольжением для привода механизмов с частыми пусками.
- АИР 160 М2 С/СЛ: С повышенной точностью установки вала (для приводов насосов).
- АИР 160 М2 Н/НЛ: Пониженной шумности.
- АИРБ 160 М2: Взрывозащищенное исполнение (например, Ex dIIB T4).
- Центробежные насосы и вентиляторы.
- Компрессоры поршневые и винтовые.
- Станки (токарные, фрезерные, шлифовальные).
- Дробильное и измельчительное оборудование.
- Конвейеры с прямой передачей.
- Генераторные установки.
- Iн = 205-210 А. Автоматический выключатель должен иметь характеристику срабатывания, допускающую такой бросок тока. Для данного двигателя подходит выключатель на номинальный ток 32-40 А с характеристикой «D» (например, D32) или «C», но с проверкой на несрабатывание при пуске. Тепловое реле или уставка теплового расцепителя выставляется на 29.4 А.
- Перегрев обмотки: Из-за перегрузки, несимметрии фаз, частых пусков, загрязнения системы охлаждения.
- Износ подшипников: Из-за отсутствия смазки, пересмазки, misalignment (несоосности) с приводным механизмом.
- Пробой изоляции: Вследствие увлажнения, старения, воздействия агрессивной среды или перенапряжений в сети.
- Механические повреждения: Деформация вала или корпуса из-за некачественного монтажа или превышения допустимой радиальной нагрузки на вал.
Технические характеристики и параметры
Номинальные параметры двигателя АИР 160 М2 при работе от сети 380 В, 50 Гц, в режиме S1:
| Параметр | Значение | Единица измерения | Примечание |
|---|---|---|---|
| Мощность, P2 | 15.0 | кВт | Полезная мощность на валу |
| Синхронная частота вращения, n0 | 3000 | об/мин | При 50 Гц |
| Номинальная частота вращения, nн | ≈2930 | об/мин | Зависит от КПД и скольжения |
| Номинальный ток, Iн | 29.4 | А | При 380 В, соединение «треугольник» |
| КПД, η | 89.5 | % | Согласно ГОСТ, класс IE2 (стандартная эффективность) |
| Коэффициент мощности, cos φ | 0.88 | — | |
| Кратность пускового тока, Iп/Iн | 7.0 | — | |
| Кратность пускового момента, Mп/Mн | 2.2 | — | |
| Кратность максимального момента, Mmax/Mн | 2.4 | — | |
| Масса | 155-165 | кг | Зависит от производителя |
Установочные и присоединительные размеры
Габаритные и установочные размеры двигателя АИР 160 М2 стандартизированы и соответствуют габариту 160M по ГОСТ 2479 (IEC 60072-1). Ключевые размеры для монтажа:
Климатическое исполнение, степень защиты и модификации
Базовое исполнение двигателя – У3 по старому ГОСТ или У2, У3 по новому (категория размещения 2 или 3). Это означает, что двигатель предназначен для эксплуатации в макроклиматических районах с умеренным климатом на открытом воздухе или в помещениях с естественной вентиляцией.
Степень защиты IP: Стандартно двигатели АИР 160 М2 выпускаются со степенью защиты IP54 (пылезащищенные, защищенные от брызг воды со всех направлений). Также распространено исполнение IP55 (защита от струй воды).
Класс изоляции: Стандартно – F (рабочая температура до 155°C), что при номинальной нагрузке обеспечивает нагрев обмотки по классу B (до 130°C), увеличивая ресурс.
Основные модификации:
Области применения и выбор приводного оборудования
Двигатели с высокой частотой вращения (3000 об/мин) применяются для привода механизмов, не требующих значительного редуктирования. Типичные области применения АИР 160 М2:
При выборе необходимо учитывать характер нагрузки. Для вентиляторного момента (насосы, вентиляторы) допустим прямой пуск. Для механизмов с высоким моментом инерции или тяжелым пуском (дробилки, компрессоры) необходимо проверять условие Mп > Mс и, возможно, применять устройства плавного пуска или частотные преобразователи.
Подключение, пуск и эксплуатация
Подключение к сети 380/660 В осуществляется через клеммную коробку. Для напряжения 380 В обмотки статора соединяются по схеме «треугольник» (Δ), для 660 В – «звезда» (Y). Сечение питающего кабеля выбирается исходя из номинального тока (29.4 А) с запасом, обычно не менее 6 мм² для медного кабеля. Защита осуществляется автоматическим выключателем с комбинированным расцепителем (номинал ~32-40 А) и тепловым реле, настроенным на ток 29.4 А. Для прямого пуска необходимо обеспечить соответствие питающей сети требованиям по пусковому току (до 205 А).
Эксплуатация требует регулярного технического обслуживания: контроль вибрации, температуры подшипников (не должна превышать 95°C), периодическая замена смазки в подшипниковых узлах (обычно литиевая смазка типа Литол-24). Ресурс до капитального ремонта при правильной эксплуатации составляет 30-50 тысяч часов.
Сравнение с двигателями других габаритов и полюсностей
В сравнении с двигателем той же мощности, но с большим числом полюсов (например, АИР 160 S4 на 1500 об/мин), модель М2 имеет меньшие габариты и массу при той же мощности, но большие потери на трение и вентиляцию, а также несколько меньший КПД (на 1-2%). По сравнению с двигателем следующего габарита (АИР 180 М2, 18.5-22 кВт) он менее мощный, но и менее материалоемкий, что делает его оптимальным для диапазона 15 кВт.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
1. Каков реальный КПД двигателя АИР 160 М2 и к какому классу энергоэффективности он относится?
Согласно актуальным стандартам, двигатели АИР 160 М2, выпущенные до ввода классов IE, обычно соответствуют классу IE2 (Standard Efficiency). Их КПД при номинальной нагрузке составляет 89.5-90.2%. Современные аналоги, выпускаемые по новым требованиям, могут иметь класс IE3 (Premium Efficiency) с КПД выше 90%. Точное значение всегда указано в паспорте на конкретное изделие.
2. Можно ли использовать этот двигатель для частотного регулирования?
Да, но с учетом ряда условий. Стандартные двигатели АИР допускают регулирование частоты в диапазоне примерно 20-60 Гц при условии независимого охлаждения (установки дополнительного вентилятора) на низких частотах. При использовании с частотным преобразователем (ЧП) рекомендуется применять двигатели с усиленной изоляцией обмотки и выполнять фильтрацию выходного сигнала ЧП для снижения гармоник.
3. Какой пусковой ток у АИР 160 М2 и как правильно выбрать автоматический выключатель?
Пусковой ток при прямом включении (DOL) составляет примерно 7
4. Какие подшипники установлены в двигателе и как часто их нужно смазывать?
В двигателях АИР 160 М2, как правило, устанавливаются подшипники качения: со стороны привода – шариковый радиально-упорный № 311, со стороны противопривода – шариковый радиальный № 311 или аналоги. Смазка требуется периодически, интервал зависит от режима работы. При средних нагрузках и 8-часовой работе – раз в 1-2 года. Используется консистентная смазка (Литол-24, ЦИАТИМ-201). Важно не превышать объем смазки (обычно 1/2-2/3 полости подшипникового щита).
5. В чем разница между исполнениями У2 и У3?
Исполнение У2 (категория размещения 2) предназначено для эксплуатации в закрытых помещениях с естественной вентиляцией, где колебания температуры и влажности несущественны (например, отапливаемые цеха). Исполнение У3 (категория 3) предназначено для эксплуатации на открытом воздухе или в неотапливаемых помещениях с более значительными колебаниями температуры и воздействием атмосферных осадков (в сочетании со степенью защиты IP54/IP55).
6. Что означает буква «Л» в обозначении, например, АИР 160 М2Л?
Буква «Л» в конце обозначения указывает на лицензионное производство. Исторически это означало, что двигатель изготовлен по лицензии или на оборудовании зарубежной компании (например, Siemens). Сегодня это обозначение часто указывает на соответствие более строгим внутренним стандартам производителя, но технические параметры остаются в рамках требований ГОСТ.