Электродвигатели АИР 910 об/мин

Электродвигатели АИР с синхронной частотой вращения 910 об/мин: полный технический анализ

Электродвигатели серии АИР с синхронной частотой вращения 1000 об/мин (фактическая скорость при номинальной нагрузке составляет примерно 910-935 об/мин) представляют собой асинхронные машины с короткозамкнутым ротором, спроектированные для общего промышленного применения. Данный типоразмер относится к двигателям с пониженной частотой вращения и повышенным вращающим моментом, что определяет их специфические области применения. Конструкция соответствует стандартам ГОСТ Р 51689-2000 (аналогично МЭК 60034).

Конструктивные особенности и принцип действия

Двигатели АИР 910 об/мин являются трехфазными асинхронными электродвигателями. Синхронная скорость в 1000 об/мин достигается при питании от сети 50 Гц и наличии шести полюсов в обмотке статора (2p=6). Скольжение при номинальной нагрузке составляет 6.5-8.5%, что приводит к фактической частоте вращения на валу в диапазоне 910-935 об/мин.

Конструктивно двигатель состоит из:

• Статор: Собирается из листов электротехнической стали, имеет пазы для укладки трехфазной обмотки. Клеммная коробка содержит шесть выводов обмотки, позволяющих осуществлять соединение «звездой» (Y) или «треугольником» (Δ) для работы на два разных напряжения.
• Ротор: Короткозамкнутый, типа «беличья клетка». Изготавливается путем заливки алюминиевого сплава в пазы шихтованного сердечника.
• Корпус и подшипниковые щиты: Корпус чугунный, ребристый для улучшения теплоотвода. Подшипниковые узлы обычно используют шарикоподшипники качения (например, 6310 C3, 6312 C3 в зависимости от габарита).
• Охлаждение: Система охлаждения IC 0141 – наружное самообдувное с вентилятором под защитным кожухом на валу двигателя.

Основные технические характеристики и параметры

Ключевые параметры двигателей АИР 1000 об/мин определяются их габаритом (высотой оси вращения). Основные характеристики для стандартного исполнения IM 1081 (лапы, с одним цилиндрическим концом вала) приведены в таблице.

Таблица 1. Основные технические данные электродвигателей АИР 1000 об/мин (50 Гц)

Мощность, кВт	Типоразмер (высота оси вращения)	Ном. ток, А (380В, Δ/Y)	КПД, η, %	cos φ	Пусковой ток / Iном	Пусковой момент / Mном	Мах. момент / Mном	Масса, кг
3.0	100S	6.9 / 4.0	82.0	0.73	5.5	2.0	2.4	45
5.5	112M	12.1 / 7.0	84.5	0.76	6.0	2.0	2.4	65
11.0	132M	23.0 / 13.3	87.5	0.78	6.5	2.0	2.5	105
18.5	160S	37.1 / 21.4	89.0	0.81	6.5	2.0	2.5	155
30.0	180M	58.6 / 33.8	90.0	0.84	6.5	2.0	2.5	240
45.0	200M	86.5 / 50.0	91.0	0.85	6.5	2.0	2.5	340
55.0	225M	104.0 / 60.0	91.5	0.86	6.5	2.0	2.5	420
75.0	250S	140.0 / 80.8	92.0	0.87	6.5	2.0	2.5	520

Специальные исполнения и модификации

Помимо основного исполнения, двигатели АИР 1000 об/мин производятся в различных климатических и конструктивных вариантах:

• По степени защиты: IP54 (защита от пыли и брызг), IP55 (защита от струй воды).
• По климатическому исполнению: У, УХЛ (для умеренного и холодного климата), Т (тропический).
• По категории размещения: 1 (на открытом воздухе), 2 (под навесом), 3 (в закрытых помещениях).
• Специальные модификации:
  • АИРМ – модернизированная серия с улучшенными энергетическими показателями.
  • Взрывозащищенные исполнения (В, Ex d, Ex nA) для применения в химической, нефтегазовой промышленности.
  • Исполнения с фазным ротором (АИРК) для тяжелых условий пуска.
  • Многоскоростные двигатели (АИР 1000/750 об/мин) для регулирования скорости переключением полюсов.

Области применения и критерии выбора

Низкая частота вращения и высокий момент делают двигатели 910 об/мин оптимальными для привода механизмов, требующих высокого усилия на низких скоростях:

• Приводы конвейеров (ленточных, скребковых, пластинчатых), особенно для тяжелых грузов.
• Шнековые и винтовые транспортеры, питатели сыпучих материалов.
• Смесители, мешалки для вязких сред.
• Приводы насосов поршневого типа, компрессоров.
• Подъемно-транспортное оборудование (лебедки, краны).
• Дробильное и мельничное оборудование.

Критерии выбора: Основными критериями являются требуемая мощность на валу, режим работы (S1 – продолжительный, S3 – повторно-кратковременный), условия окружающей среды (температура, запыленность, влажность), способ монтажа (лапы, фланец, комбинированный) и необходимость в регулировании скорости.

Схемы подключения и пуск

Стандартные двигатели АИР рассчитаны на два номинальных напряжения: 220/380 В (Δ/Y) или 380/660 В (Δ/Y). В большинстве промышленных сетей 380/400 В используется схема «звезда» (Y) для напряжения 380 В. Пуск может осуществляться:

• Прямым пуском (DOL): Допустим для двигателей мощностью до 11-15 кВт, в зависимости от возможностей питающей сети и требований к пусковому току.
• Пуском «звезда-треугольник» (Y-Δ): Применим для двигателей, обмотки которых рассчитаны на работу в Δ при номинальном напряжении сети. Снижает пусковой ток в 3 раза, но и пусковой момент также падает в 3 раза.
• С помощью устройств плавного пуска (УПП): Позволяет плавно наращивать ток и момент, снижая механические и электрические перегрузки.
• Частотным преобразователем (ЧП): Наиболее технологичный способ, обеспечивающий плавный пуск, регулирование скорости в широком диапазоне и экономию энергии.

Техническое обслуживание и диагностика

Плановое техническое обслуживание включает в себя:

• Контроль вибрации: Допустимые значения вибрации для данного типоразмера обычно не должны превышать 2.8-4.5 мм/с в зависимости от мощности.
• Контроль температуры: Класс нагревостойкости изоляции F (до 155°C), но рабочая температура подшипников не должна превышать 95°C.
• Смазка подшипников: Интервал замены смазки – 4000-10000 часов работы. Используются термостойкие пластичные смазки (например, Лита-24, EFELE UNI-M 243).
• Контроль изоляции обмоток: Сопротивление изоляции мегомметром на 500/1000 В должно быть не менее 1 МОм на 1 кВ номинального напряжения.
• Чистка и проверка вентиляционных каналов.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается двигатель на 1000 об/мин от двигателя на 1500 об/мин той же мощности?

Двигатель на 1000 об/мин (6 полюсов) имеет большие габариты и массу, более высокий вращающий момент при той же мощности (M = 9550

• P / n), но меньший КПД и cos φ на 1-3%. Он конструктивно длиннее из-за увеличенного числа катушек в обмотке.

Можно ли получить 910 об/мин от двигателя 1500 об/мин с помощью частотного преобразователя?

Да, снизив выходную частоту ЧП до примерно 30 Гц. Однако при этом снижается и момент (при вентиляторном характере нагрузки момент падает квадратично). Для постоянного момента на низких скоростях требуется двигатель с независимой вентиляцией.

Как правильно определить схему подключения (звезда или треугольник) для сети 380В?

Необходимо изучить табличку на двигателе. Если указано напряжение 220/380В Δ/Y – для сети 380В используется «звезда». Если указано 380/660В Δ/Y – для сети 380В используется «треугольник». Неправильное подключение приведет к сгоранию обмоток (при подключении Δ в сеть 380В для двигателя 220/380В) или к недобору мощности и перегреву.

Каков средний срок службы двигателя АИР?

При соблюдении условий эксплуатации, нагрузке не более 100% от номинала и своевременном ТО, средний ресурс до капитального ремонта составляет 15-20 лет или 40-60 тысяч часов наработки.

Почему фактическая скорость вращения меньше синхронной (1000 об/мин)?

Это принцип работы асинхронного двигателя. Вращающееся магнитное поле статора увлекает за собой ротор, но для наведения токов в роторе необходимо наличие разницы в скоростях – скольжения. Номинальное скольжение составляет 6.5-8.5%, что и дает скорость 910-935 об/мин.

Как подобрать рабочий и пусковой конденсатор для перевода трехфазного двигателя 910 об/мин в однофазную сеть 220В?

Для подключения по схеме «треугольник» ориентировочная емкость рабочего конденсатора Cраб = 4800

• Iном / Uсети (мкФ). Для двигателя 3 кВт (Iном ~6.9А при 380В Δ) в однофазной сети 220В ток пересчитывается. Примерная емкость составит 70-80 мкФ на 450В. Пусковой конденсатор выбирается в 2-3 раза больше, но его время включения ограничено. Такой режим является аварийным и приводит к потере 30-40% мощности и перегреву.

Заключение

Электродвигатели АИР с синхронной частотой 1000 об/мин (фактической 910 об/мин) являются критически важным элементом для приводов механизмов с высоким моментом сопротивления. Их выбор требует тщательного анализа не только мощности, но и пусковых характеристик, режима работы и условий окружающей среды. Правильный монтаж, наладка и системное техническое обслуживание обеспечивают многолетнюю надежную работу оборудования, минимизируя простои и затраты на ремонт. При проектировании новых систем все чаще рассматривается вариант комплектации данных двигателей частотными преобразователями, что позволяет оптимизировать энергопотребление и технологические процессы.