Электродвигатели АИР 355 LB4

Электродвигатели АИР 355 LB4: полный технический анализ и область применения

Электродвигатели серии АИР 355 LB4 представляют собой асинхронные машины с короткозамкнутым ротором, предназначенные для трехфазной сети переменного тока частотой 50 Гц. Модель АИР 355 LB4 относится к двигателям высокой мощности, где габарит 355 указывает на высоту оси вращения (355 мм), а исполнение LB4 определяет монтажную модификацию: «L» – с лапами, «B» – со встроенной принудительной вентиляцией (обдувом), «4» – с одним цилиндрическим концом вала. Данные двигатели спроектированы в соответствии с ГОСТ Р 51689-2000 (МЭК 60034-1) и являются основным приводом для тяжелонагруженного промышленного оборудования.

Расшифровка обозначения и конструктивное исполнение

Полная расшифровка маркировки АИР 355 LB4 является ключом к пониманию его конструкции:

АИР – серия асинхронных двигателей, разработанная в соответствии с общепромышленными стандартами (А – асинхронный, И – унифицированной серии, Р – привязка мощности к габаритам по ГОСТ).
355 – высота оси вращения вала над плоскостью установки в миллиметрах. Для данного габарита номинальная мощность лежит в диапазоне от 160 до 355 кВт.
L – исполнение по способу монтажа: на лапах.
B – конструктивное исполнение системы охлаждения: двигатель с самовентиляцией, но с дополнительным наружным обдувом от независимого вентилятора, что критически важно для работы на низких скоростях или в режимах с частыми пусками.
4 – обозначение числа полюсов: 4 полюса, что соответствует синхронной частоте вращения 1500 об/мин (номинальная частота при скольжении – около 1470-1485 об/мин).

Конструктивно двигатель состоит из литой станины и корпусов подшипниковых щитов из чугуна, сердечника статора с трехфазной обмоткой из медного провода, залитого в пазы термореактивной изоляцией, короткозамкнутого ротора типа «беличья клетка» (литой алюминиевый или сварной медный), вентиляционной системы и двух подшипниковых узлов качения. Исполнение LB4 подразумевает наличие кожуха над собственным вентилятором и дополнительного наружного вентилятора, обдувающего ребристую поверхность станины, что обеспечивает охлаждение IC 0141 по ГОСТ Р МЭК 60034-6.

Основные технические характеристики и параметры

Технические параметры двигателей АИР 355 варьируются в зависимости от номинальной мощности. Для исполнения на 4 полюса (1500 об/мин) характерны следующие показатели.

Таблица 1. Сводные технические характеристики АИР 355 LB4 (диапазон мощностей)

Номинальная мощность, P_н (кВт)	Линейное напряжение, U_н (В)	Номинальный ток, I_н (А) ~380В	Номинальная частота вращения, n_н (об/мин)	КПД, η (%)	Коэффициент мощности, cos φ	Пусковой ток, I_п/I_н	Пусковой момент, M_п/M_н	Максимальный момент, M_max/M_н	Масса, (кг)
160	380 / 660	285	1470-1485	94.0	0.88	6.5 — 7.0	1.1 — 1.3	2.2 — 2.5	1450
200		354		94.5	0.89				1600
250		437		95.0	0.90				1850
315		545		95.3	0.91				2200
355		610		95.5	0.91				2400

Система охлаждения и климатическое исполнение

Исполнение LB4 с принудительным охлаждением (IC 0141) является одним из наиболее важных аспектов для данного габарита. Собственный вентилятор двигателя, установленный на валу, не способен обеспечить достаточный расход воздуха при длительной работе на низких оборотах или в циклических режимах. Внешний независимый вентилятор, смонтированный на станине и питаемый от отдельной цепи, обеспечивает постоянный и регулируемый поток воздуха через ребра охлаждения станины независимо от скорости вращения ротора. Это предотвращает перегрев изоляции обмоток и значительно увеличивает срок службы двигателя в тяжелых условиях. Двигатели изготавливаются в климатических исполнениях У1, У2, У3 (для умеренного климата) и ХЛ1, ХЛ2 (для холодного климата) с категорией размещения 2 (на открытом воздухе) или 3 (в закрытых помещениях без регулирования климата). Класс нагревостойкости изоляции обмотки статора – не ниже F (155°C), что с запасом перекрывает рабочий класс нагрева B (130°C).

Способы монтажа и присоединительные размеры

Исполнение на лапах (L) предполагает крепление двигателя через монтажные отверстия в лапах к фундаментной плите или раме. Основные присоединительные размеры соответствуют ГОСТ 2479 (МЭК 60072-1). Для габарита 355 LB4 характерны следующие ключевые размеры:

Высота оси вращения (h): 355 мм.
Установочные размеры по лапам: Большое расстояние между отверстиями вдоль двигателя (A), малое расстояние поперек (B), расстояние от оси вала до плоскости основания (H).
Размеры конца вала: Исполнение 4 подразумевает один цилиндрический конец вала. Диаметр вала (d₁) для данного габарита составляет, как правило, 110 мм. Длина удлиненной цилиндрической части (l₁) стандартизирована для установки полумуфты или шкива.
Крепление токоподвода: Коробка выводов (БРВ) располагается, как правило, на верхней части станины, может иметь поворотное исполнение для удобства подвода кабелей. Сечение подключаемых кабелей должно соответствовать номинальному току с запасом.

Области применения и типовые приводы

Электродвигатели АИР 355 LB4 применяются в качестве основного привода для механизмов с высокими и постоянными нагрузками, требующих надежной работы в продолжительном режиме S1. Типичные области применения:

Насосное оборудование: Центробежные, поршневые и шнековые насосы высокого давления в водоснабжении, ирригации, нефтегазовой и химической промышленности.
Вентиляторное и дымососное оборудование: Главные вентиляторы, дутьевые вентиляторы и дымососы котельных установок и систем промышленной вентиляции.
Компрессорное оборудование: Поршневые и винтовые компрессоры стационарных воздушных и газовых станций.
Конвейерные системы: Приводы ленточных конвейеров большой протяженности и мощности, скребковых транспортеров.
Дробильное и мельничное оборудование: Щековые, конусные дробилки, шаровые и стержневые мельницы в горно-обогатительной промышленности.
Прочие механизмы: Смесители, экструдеры, подъемные лебедки.

Сравнение с аналогами и модернизированными сериями

Серия АИР является базовой. В настоящее время ей на смену приходят энергоэффективные серии, соответствующие стандарту МЭК 60034-30-1:

АИРС/АИРЕ (Повышенной энергоэффективности): Имеют улучшенные электромагнитные характеристики, КПД повышен на 1-3%, что соответствует классу IE2.
Серия АД (Высокой энергоэффективности): Специально сконструированные двигатели с КПД класса IE3 и выше. Используются улучшенные электротехнические стали и точная геометрия воздушного зазора.
Импортные аналоги (Siemens, WEG, ABB): Часто соответствуют классу IE3 или IE4 по умолчанию, могут иметь встроенные датчики температуры, но отличаются повышенной стоимостью и спецификой поставок запасных частей.

Двигатель АИР 355 LB4, особенно нового выпуска, может соответствовать классу IE2. При выборе между АИР и более современной серией необходим технико-экономический расчет, учитывающий разницу в стоимости и потенциал экономии электроэнергии за срок службы.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается исполнение LB4 от L4?

Исполнение L4 – двигатель на лапах с самовентиляцией (охлаждение IC 0141 отсутствует). Исполнение LB4 – двигатель на лапах с принудительным охлаждением от независимого вентилятора (охлаждение IC 0141). LB4 может длительно работать на низких оборотах и в тяжелых режимах без перегрева, в то время как L4 рассчитан на номинальную скорость вращения и продолжительный режим S1 без частых пусков.

Какое скольжение характерно для АИР 355 LB4 на 4 полюса?

Для двигателей данного габарита и числа полюсов номинальное скольжение (S_н) обычно находится в диапазоне 1.0% — 1.7%. Это означает, что при частоте сети 50 Гц и синхронной скорости 1500 об/мин, фактическая номинальная скорость вращения будет составлять примерно 1475 — 1485 об/мин. Точное значение указывается на заводской табличке.

Как правильно подобрать частотный преобразователь для данного двигателя?

Преобразователь частоты (ПЧ) выбирается по следующим критериям:

Номинальный ток ПЧ должен быть не менее номинального тока двигателя (I_н), с учетом перегрузочной способности ПЧ (обычно 110% в течение 60с). Для АИР 355, например, на 250 кВт (I_н≈437А при 380В) требуется ПЧ с номинальным выходным током не менее 440-450А.
Мощность ПЧ в кВт должна соответствовать или быть на одну ступень выше мощности двигателя.
Класс напряжения: 380В / 400В.
Обязательные функции: векторное управление (бездатчиковое или с датчиком), возможность настройки кривой V/f для вентиляторной нагрузки (если требуется), защита от перегрева двигателя с использованием встроенных термопредохранителей (PTC) или термодатчиков (PT100).

При работе на низких частотах (ниже 15-20 Гц) с постоянным моментом необходимо обеспечить независимое охлаждение (которое в LB4 уже есть).

Каковы нормы вибрации для двигателя габарита 355?

Нормы вибрации определяются ГОСТ ИСО 10816-1 и категорией жесткости фундамента. Для двигателей на жестком фундаменте с номинальной скоростью 1500 об/мин (25 Гц) допустимые среднеквадратичные значения виброскорости (в мм/с) обычно соответствуют:

Зона A (хорошо): до 2.8 мм/с
Зона B (удовлетворительно): от 2.8 до 7.1 мм/с
Зона C (неудовлетворительно): от 7.1 до 11.0 мм/с
Зона D (недопустимо): более 11.0 мм/с

Для новых или отремонтированных двигателей ввод в эксплуатацию допустим только в зоне A или B.

Как переключить обмотку со схемы «звезда» на «треугольник» для пуска?

Пуск переключением «звезда-треугольник» возможен только если двигатель имеет двойное номинальное напряжение, например, 380В/660В. Напряжение на шильдике при этом указывается как Δ/Y 220/380В или 380/660В. Для сети 380В обмотка должна быть соединена в «звезду» (Y) на номинальный режим. Пуск осуществляется соединением в «звезду» (пониженное фазное напряжение), а после разгона – переключением на «треугольник» (Δ). Если двигатель рассчитан только на 380В в «треугольнике», то схема «звезда-треугольник» для пуска в сети 380В не применима, так как при соединении в «звезду» обмотка окажется под напряжением 220В, а момент упадет в 3 раза, что может быть недостаточно для разгона нагрузки.

Как часто и какую смазку использовать для подшипников?

Тип и периодичность смазки зависят от конструкции подшипниковых узлов (с одной или двумя защитными шайбами, наличие пресс-масленки). Стандартный интервал замены пластичной смазки (например, Литол-24, ЦИАТИМ-201 или импортные аналогов типа Mobil SHC 100) составляет 4000-5000 часов работы при температуре до 70°C в подшипниковом узле. В условиях запыленности или высоких температур интервал сокращается. Объем смазки – не более 2/3 полости подшипникового щита для предотвращения перегрева от взбивания. Для двигателей с системой жидкой циркуляционной смазки (редко для LB4) необходимо следовать индивидуальной инструкции.

Что означает класс изоляции F и почему он важен?

Класс изоляции F определяет термостойкость изоляционных материалов обмотки. Он указывает, что изоляция может длительно выдерживать температуру до 155°C без существенного сокращения срока службы. При этом, согласно ГОСТ, для двигателей с классом F, перегрев обмотки (превышение температуры над температурой охлаждающей среды) ограничивается 105K при методе измерения сопротивления. Это создает значительный запас надежности. Работа на более высоких температурах (класс H, 180°C) для данного двигателя недопустима без специального исполнения.

Электродвигатели АИР 355 LB4