Электродвигатели АИР 250 М2
Электродвигатели АИР 250 М2: полный технический обзор и эксплуатационные характеристики
Электродвигатель АИР 250 М2 представляет собой асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором серии АИР, являющейся современным аналогом советской серии 4А в соответствии с ГОСТ Р 51689-2000 (МЭК 60034-1). Индекс «250» обозначает высоту оси вращения вала в миллиметрах (250 мм), что соответствует габариту корпуса. Литера «М» указывает на установочный размер по длине станины (средняя длина), а цифра «2» – количество полюсов, то есть двигатель является двухполюсным с синхронной частотой вращения 3000 об/мин. Данная модель предназначена для продолжительного режима работы S1 и рассчитана на питание от трехфазной сети переменного тока напряжением 380 В частотой 50 Гц.
Конструктивные особенности и материалы
Конструкция двигателя АИР 250 М2 является классической для асинхронных машин. Станина и корпусные щиты изготавливаются из чугуна марки СЧ15-СЧ25, что обеспечивает высокую механическую прочность, виброустойчивость и эффективный отвод тепла. Активная часть – сердечник статора – набирается из изолированных листов электротехнической стали толщиной 0.5 мм для снижения потерь на вихревые токи и гистерезис. Обмотка статора выполняется из медного провода с теплостойкой изоляцией класса F (до 155°C), что позволяет двигателю работать при повышенных температурах. Короткозамкнутый ротор типа «беличья клетка» изготавливается методом заливки алюминиевого сплава в пазы сердечника ротора, с одновременным формированием торцевых колец и вентиляционных лопаток. Вал выполнен из углеродистой стали, калиброванной и шлифованной, с обеспечением высокой соосности. Система охлаждения – самовентилируемая, закрытого обдуваемого исполнения (IP54, IP55): внешний вентилятор, закрытый защитным кожухом, нагнетает воздух на оребренную поверхность станины.
Основные технические параметры и характеристики
Ключевые параметры двигателя АИР 250 М2 стандартизированы и приведены в каталогах производителей. Номинальная мощность данного габарита в исполнении М2 составляет 90 кВт. Важно отметить, что в рамках одного габарита 250 мм мощность варьируется в зависимости от длины корпуса (S, M, L). Для длины М2 актуальна следующая сводка данных.
| Параметр | Значение | Единица измерения | Примечание |
|---|---|---|---|
| Номинальная мощность (P2N) | 90 | кВт | На валу при S1 |
| Синхронная частота вращения | 3000 | об/мин | Для 2 полюсов |
| Номинальная частота вращения | ≈ 2970 | об/мин | Зависит от скольжения |
| Номинальное напряжение | 380 | В | Трехфазное, 50 Гц |
| Номинальный ток (при 380В) | ~165 | А | Точное значение уточнять по паспорту |
| КПД (η) | 93.5% — 94.5% | % | Соответствует классу IE2 (Стандартный) |
| Коэффициент мощности (cos φ) | 0.90 — 0.92 | — | При номинальной нагрузке |
| Кратность пускового тока (Iп/Iн) | 7.0 — 8.0 | — | |
| Кратность пускового момента (Mп/Mн) | 1.2 — 1.4 | — | |
| Кратность максимального момента (Mmax/Mн) | 2.3 — 2.5 | — | |
| Масса | ≈ 580 — 620 | кг | Зависит от производителя и исполнения |
| Степень защиты | IP54 / IP55 | — | По умолчанию |
| Класс изоляции | F | — | Рабочая температура до 155°C |
| Режим работы | S1 | — | Продолжительный |
Механические характеристики и установочные размеры
Двигатель АИР 250 М2 выпускается в основном исполнении IM 1081 (на лапах с одним цилиндрическим концом вала). Установочные и присоединительные размеры строго регламентированы ГОСТ 2479-79 (2479-2017). Это обеспечивает полную взаимозаменяемость изделий от разных производителей. Ключевые размеры включают: расстояние между отверстиями в лапах по длине и ширине, диаметр выходного конца вала, его длину, высоту от центра вала до плоскости установки, габаритные размеры. Данные параметры критически важны для монтажа и сопряжения двигателя с рабочей машиной через муфту или ременную передачу.
| Обозначение размера | Значение | Единица измерения |
|---|---|---|
| h (Высота оси вращения) | 250 | мм |
| l1 (Длина конца вала) | 140 | мм |
| d1 (Диаметр вала) | 65 | мм |
| b1 (Ширина шпоночного паза) | 18 | мм |
| h1 (Высота шпоночного паза) | 11 | мм |
| l10 (Расстояние между отверстиями в лапах вдоль) | 670 | мм |
| b10 (Расстояние между отверстиями в лапах поперек) | 457 | мм |
| h31 (Диаметр отверстия в лапе) | 24 | мм |
Энергоэффективность и классы IE
Современные двигатели АИР 250 М2, производимые после введения технического регламента ТР ТС 004/2011 и 020/2011, должны соответствовать минимальным классам энергоэффективности. Большинство стандартных исполнений данной модели относятся к классу IE2 (Повышенный). Однако многие заводы предлагают модификации с улучшенными обмотками и сердечниками, соответствующими классу IE3 (Высокий). Двигатели класса IE2 при мощности 90 кВт имеют минимально допустимый КПД 94.5%, а класса IE3 – 95.4% (по стандарту МЭК 60034-30-1:2014). Выбор между IE2 и IE3 определяется требованиями проекта, расчетом жизненного цикла и необходимостью снижения эксплуатационных затрат на электроэнергию.
Области применения и типовые приводы
Высокая частота вращения (3000 об/мин) и значительная мощность (90 кВт) определяют сферу применения двигателя АИР 250 М2. Он используется для привода механизмов, не требующих частых пусков и реверсов, работающих в продолжительном режиме.
- Насосное оборудование: центробежные насосы высокого давления, питательные насосы, циркуляционные и сетевые насосы в ЖКХ и промышленности.
- Вентиляторное оборудование: дутьевые вентиляторы котельных, дымососы, главные вентиляторы в шахтах и тоннелях, мощные промышленные вытяжки.
- Компрессорное оборудование: поршневые и винтовые воздушные компрессоры стационарного типа.
- Конвейерные линии: мощные ленточные транспортеры большой длины и производительности.
- Прочее оборудование: дробилки, мельницы, смесители, генераторы в дизель-генераторных установках.
- Звезда-Треугольник (Y-Δ): Эффективный и экономичный способ, снижающий пусковой ток в 3 раза. Применим только для двигателей, обмотки которых рассчитаны на работу в треугольнике при номинальном напряжении 380В.
- Устройства плавного пуска (УПП): Позволяют плавно наращивать напряжение на обмотках, обеспечивая контроль тока и момента. Снижают механические удары.
- Частотные преобразователи (ЧП): Наиболее технологичное решение, обеспечивающее плавный пуск, широкое регулирование скорости и высокий энергосберегающий эффект для насосов и вентиляторов.
- Тока потребления по фазам (не должен превышать номинал).
- Уровня вибрации (для 3000 об/мин допустимо до 2.8 мм/с по ГОСТ).
- Температуры подшипников (не выше 95°C) и корпуса.
- Отсутствия посторонних шумов (гула, стуков).
- 7.5 = ~1237 А. Для его снижения необходимо применять схемы пуска «звезда-треугольник», устройство плавного пуска (УПП) или частотный преобразователь (ЧП).
- АИР: Серия асинхронного двигателя (А – асинхронный, И – по ГОСТ (Интерэлектро), Р – привязка мощности к рамкам (Р)амы).
- 250: Высота оси вращения, мм.
- М2: Длина сердечника (М) и число полюсов (2).
- 4: Длина 2-го конца вала (цифровой код).
- У3: Климатическое исполнение (У – умеренный климат) и категория размещения (3 – в закрытых помещениях без контроля климата).
Управление, защита и пуск
Пуск двигателя такой мощности прямым включением на сеть (DOL) допустим, но приводит к броску пускового тока до 1150-1300 А, что создает нагрузку на сеть и может быть запрещено энергоснабжающей организацией. Для снижения пусковых токов применяются:
Защита двигателя осуществляется через шкаф управления, включающий: автоматические выключатели с расцепителями, тепловые реле или электронные защитные реле (от перегрузки, токов КЗ, асимметрии фаз, заклинивания), контакторы. Для двигателя АИР 250 М2 обязательна качественная система заземления.
Монтаж, эксплуатация и техническое обслуживание
Монтаж должен производиться на ровное, жесткое, виброустойчивое основание. Обязательна центровка вала двигателя и приводимого механизма с использованием точных инструментов (лазерный центровщик). Допустимое смешение не должно превышать 0.05 мм. При использовании ременной передачи необходимо исключить радиальные нагрузки, превышающие допустимые значения по каталогу. Эксплуатация требует контроля:
Техническое обслуживание включает периодическую чистку наружных поверхностей от загрязнений (без разборки при IP54), проверку состояния клеммной коробки и подтяжку контактов, контроль и замену смазки в подшипниковых узлах согласно регламенту производителя (обычно через 4000-10000 часов работы).
Часто задаваемые вопросы (FAQ)
1. Чем отличается АИР 250 М2 от АИР 250 S2 или L2?
Буква М, S, L обозначает установочный размер по длине станины: S – короткая, M – средняя, L – длинная. При одном и том же габарите (250 мм) двигатели с более длинным сердечником (L2) имеют более высокую номинальную мощность (например, 110 кВт) по сравнению с М2 (90 кВт) и S2 (75 кВт), а также, как правило, более высокий КПД.
2. Можно ли подключить двигатель АИР 250 М2 в однофазную сеть?
Нет, это трехфазный двигатель. Его подключение к однофазной сети возможно только через специальные фазосдвигающие конденсаторы, но для мощности 90 кВт такая схема крайне неэффективна, приводит к значительной потере мощности, перегреву и не рекомендуется к применению.
4. Какой пусковой ток у данного двигателя и как его снизить?
Пусковой ток при прямом включении (DOL) составляет примерно 165А
5. Какие подшипники используются в АИР 250 М2 и как часто их смазывать?
Со стороны привода, как правило, устанавливается роликовый подшипник (например, NU318), со стороны противопривода – шариковый (6318). Тип и периодичность смазки (обычно литиевая смазка типа Литол-24) указаны в паспорте. Типовой интервал – каждые 4000-6000 часов работы. Пересмазка вредна, так как ведет к перегреву подшипника.
6. Соответствует ли АИР 250 М2 классу защиты IP55?
Стандартное исполнение большинства производителей – IP54. Исполнение IP55, обеспечивающее защиту от струй воды, обычно доступно как опция и должно быть явно указано в заказе и маркировке на шильдике.
7. Что означает класс изоляции F и какова допустимая температура нагрева?
Класс изоляции F означает, что изоляционные материалы обмотки рассчитаны на длительную работу при температуре 155°C. С учетом запаса, максимально допустимая температура обмотки, измеренная методом сопротивления, для данного класса составляет 140°C. Работа на грани и выше этого предела резко сокращает срок службы изоляции.