Электродвигатели АИР 160 S2
Электродвигатели АИР 160 S2: полный технический обзор и эксплуатационные характеристики
Электродвигатель АИР 160 S2 представляет собой асинхронный двигатель трехфазного тока с короткозамкнутым ротором, соответствующий серии АИР по ГОСТ Р 51689-2000 (МЭК 60034-1). Данная модель относится к числу наиболее востребованных в промышленности агрегатов благодаря оптимальному сочетанию мощности, габаритов и надежности. Индекс «160» обозначает высоту оси вращения (расстояние от оси вала до плоскости установки) в миллиметрах, что составляет 160 мм. Литера «S» указывает на установочный размер по длине станины (короткая длина), а цифра «2» – на число полюсов, что соответствует синхронной частоте вращения 3000 об/мин (номинальная ≈ 2930 об/мин).
Конструктивные особенности и исполнения
Двигатель АИР 160 S2 выполнен в закрытом обдуваемом исполнении (IP54). Конструкция включает в себя литой алюминиевый или чугунный станин (в зависимости от производителя и серии), статор с сердечником из электротехнической стали и уложенной в пазы обмоткой, короткозамкнутый ротор типа «беличья клетка», два защищенных подшипниковых узла, вентилятор с кожухом и коробку выводов. Основные конструктивные исполнения по способу монтажа:
- IM 1081 – на лапах с одним цилиндрическим концом вала.
- IM 2081 – на лапах с двумя цилиндрическими концами вала.
- IM 3081 – на лапах без концов вала (фланцевый подшипниковый щит).
- Насосное оборудование: центробежные насосы для воды, химических жидкостей, систем пожаротушения и водоснабжения.
- Вентиляторное оборудование: радиальные и осевые вентиляторы общепромышленного назначения, дымососы, вытяжные установки.
- Компрессорная техника: поршневые и винтовые воздушные компрессоры.
- Конвейеры и транспортеры: ленточные, скребковые, роликовые конвейеры с постоянной скоростью движения.
- Станки: деревообрабатывающие, заточные, сверлильные (через ременную передачу).
- Прочее оборудование: смесители, дробилки, генераторы, испытательные стенды.
Климатическое исполнение, как правило, У2 или У3 для умеренного климата, возможны варианты ХЛ1 для холодного и Т2 для тропического. Двигатели изготавливаются для работы от сети переменного тока частотой 50 Гц, напряжением 220/380, 380/660 или 380 В.
Основные технические характеристики
Номинальная мощность двигателя АИР 160 S2 составляет 15 кВт. Это ключевой параметр, определяющий область его применения. Двигатель предназначен для продолжительного режима работы S1 по ГОСТ. Его КПД и коэффициент мощности соответствуют классам эффективности IE2 (стандартный) или IE3 (повышенный) согласно МЭК 60034-30-1.
| Параметр | Значение | Примечание |
|---|---|---|
| Мощность, P2Н | 15 кВт | Номинальная на валу |
| Синхронная частота вращения, n0 | 3000 об/мин | Для 2 полюсов |
| Номинальная частота вращения, nН | ~2930 об/мин | Зависит от скольжения |
| Номинальное напряжение, UН | 380 В | Для схемы «треугольник» |
| Номинальный ток, IН | ~29.5 А | При 380 В, 50 Гц |
| КПД, η | 89.5% — 91.5% | Для классов IE2/IE3 |
| cos φ | 0.90 — 0.91 | Коэффициент мощности |
| Пусковой ток, Iп/Iн | 7.0 | Кратность пускового тока |
| Пусковой момент, Mп/Mн | 2.0 — 2.2 | Кратность пускового момента |
| Максимальный момент, Mmax/Mн | 2.3 — 2.5 | Кратность максимального момента |
| Масса | 145 — 160 кг | Зависит от производителя и материала станины |
| Степень защиты | IP54 | Защита от пыли и брызг воды |
| Класс изоляции | F | Допустимая температура 155°C |
Механические характеристики и нагрузочная способность
Механическая характеристика двигателя АИР 160 S2 – жесткая. При изменении нагрузки на валу в пределах до номинальной, частота вращения снижается незначительно (скольжение sн ≈ 2.3-2.5%). Высокая кратность пускового момента (≥2.0) позволяет уверенно запускать оборудование под нагрузкой. Кратность максимального момента (перегрузочная способность) составляет не менее 2.3, что обеспечивает устойчивую работу при кратковременных технологических перегрузках. Для пуска двигателя данной мощности от сети 380/220 В рекомендуется использовать схемы «звезда-треугольник» или частотный преобразователь для снижения пусковых токов, которые могут достигать 200-210 А.
Сферы применения и типовые приводы
Благодаря высокой частоте вращения и мощности 15 кВт, двигатель АИР 160 S2 широко применяется в качестве привода для оборудования, не требующего регулирования скорости в широком диапазоне. Основные области применения:
Выбор, монтаж и подключение
При выборе двигателя АИР 160 S2 необходимо убедиться в соответствии его номинальных параметров (напряжение, частота, режим работы S1) условиям электроснабжения и технологическому циклу приводимого механизма. Важно проверить соответствие установочных размеров (межосевые расстояния лап, диаметр и длина конца вала) посадочным местам на оборудовании. Монтаж должен производиться на ровную, жесткую фундаментную плиту или раму с использованием анкерных болтов. Обязательна центровка вала двигателя и рабочего механизма с использованием соответствующих инструментов (например, индикаторной стойки) для исключения радиального и осевого биения. При подключении к сети через коммутационную аппаратуру (пускатель, автомат) сечение кабеля должно выбираться исходя из номинального тока (29.5 А) с запасом, обычно не менее 6 мм² для медного кабеля. Для защиты от перегрузок и короткого замыкания используются тепловые реле, настроенные на номинальный ток двигателя.
Обслуживание и диагностика
Плановое техническое обслуживание включает в себя регулярную очистку наружных поверхностей от пыли и грязи, проверку состояния подшипников (шум, вибрация, нагрев), контроль затяжки болтовых соединений и состояния контактных соединений в коробке выводов. Через каждые 10 000 часов работы рекомендуется проводить замену смазки в подшипниковых узлах. Тип смазки – пластичная (ЛИТОЛ-24 или аналог). Критически важно контролировать уровень вибрации, который для данного габарита не должен превышать 2.8 мм/с по ГОСТ 20815-88. Повышенная вибрация может указывать на дисбаланс ротора, износ подшипников или нарушение центровки. Диагностика состояния изоляции обмоток производится мегаомметром на напряжение 1000 В. Сопротивление изоляции должно быть не менее 1 МОм при температуре, близкой к рабочей.
Сравнение с двигателями других габаритов и полюсности
В линейке двигателей с высотой оси вращения 160 мм модель S2 (2 полюса) является самой быстроходной и мощной. Для сравнения, двигатель АИР 160 L2 (удлиненная станина) имеет аналогичные электрические параметры, но за счет большего активного железа и меди может обладать несколько более высоким КПД и перегрузочной способностью. При сравнении с двигателем АИР 160 S4 (1500 об/мин) той же мощности 15 кВт, модель S2 будет иметь меньшие габариты и массу, но больший пусковой ток и меньший пусковой момент. Выбор между 2-х и 4-х полюсным исполнением определяется в первую очередь требуемой частотой вращения приводимого механизма.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
1. Какое фактическое напряжение питания требуется для двигателя АИР 160 S2 с шильдиком 380/660 В?
Для данного двигателя при подключении к трехфазной сети 380 В 50 Гц обмотки статора должны быть соединены по схеме «звезда». Напряжение на каждую фазную обмотку при этом составит 220 В. Схема «треугольник» (напряжение на обмотке 380 В) применяется для питания от сети 660 В. Подключение в «треугольник» к сети 380 В приведет к выходу двигателя из строя из-за перегрева.
2. Можно ли использовать этот двигатель для частотного регулирования?
Да, двигатели серии АИР при условии класса изоляции F могут использоваться с частотными преобразователями (ЧП). Однако для обеспечения надежной работы на низких частотах (менее 20 Гц) при постоянном моменте нагрузки требуется независимое вентилирование. Для длительной работы на высоких частотах (более 50 Гц) необходимо учитывать механическую прочность ротора и подшипниковых узлов, а также возможное снижение момента из-за роста потерь в стали.
3. Как определить, что подшипники двигателя требуют замены?
Основные признаки износа подшипников: повышенный шум (гул, скрежет), увеличенный радиальный люфт вала (проверяется покачиванием), нагрев подшипникового щита сверх допустимого (температура на поверхности не должна превышать 80-90°C), повышенный уровень вибрации. Перед заменой необходимо точно идентифицировать тип установленных подшипников (чаще всего это 306-й или 309-й серии).
4. Чем отличается двигатель АИР 160 S2 от импортных аналогов, например, Siemens 1LA7 или ABB M3AA?
Основные отличия носят конструктивный и нормативный характер. Отечественные двигатели АИР проектируются по ГОСТ, гармонизированным с МЭК, но могут иметь отличия в установочных размерах (особенно фланцев), массе, материале станины (чаще алюминий). Импортные аналоги, как правило, полностью соответствуют стандартам IEC и имеют сертификаты IE3 или IE4. Электрические параметры (мощность, ток, КПД) при одинаковой высоте оси вращения обычно сопоставимы. Выбор часто определяется требованиями проекта, доступностью запасных частей и стоимостью.
5. Как правильно хранить неиспользуемый двигатель?
Двигатель должен храниться в сухом отапливаемом помещении при температуре воздуха от +5°C до +40°C и относительной влажности не более 70%. Концы вала и неокрашенные металлические поверхности необходимо защитить от коррозии консервационной смазкой. Желательно периодически (раз в полгода) проверять сопротивление изоляции мегаомметром. Перед вводом в эксплуатацию после длительного хранения обязательна замена смазки в подшипниках и проверка свободности вращения ротора.
6. Почему при пуске двигатель издает громкий гул, но не вращается?
Наиболее вероятные причины: обрыв одной из фаз питающей сети («обрыв фазы»), неисправность пусковой аппаратуры, механический заклинивание привода или серьезное повреждение обмотки статора или ротора. Необходимо немедленно отключить питание и провести диагностику: проверить напряжение на всех трех фазах, сопротивление изоляции и целостность обмоток, а также возможность свободного проворота вала двигателя вручную при отключенном приводе.