Электродвигатели АИР 960 об/мин

Электродвигатели АИР с синхронной частотой вращения 1000 об/мин (реальная 960-980 об/мин)

Электродвигатели серии АИР с синхронной частотой вращения 1000 об/мин (фактическая скорость при номинальной нагрузке составляет 960-980 об/мин в зависимости от мощности и числа пар полюсов) представляют собой асинхронные машины с короткозамкнутым ротором, спроектированные для привода механизмов, требующих относительно низкой скорости вращения при высоком крутящем моменте. Данные двигатели имеют 6 пар полюсов (обозначение «6р»). Они являются неотъемлемым элементом в системах промышленного привода, где необходима работа на низких оборотах без применения редукторных систем или в сочетании с ними для получения сверхнизких выходных скоростей.

Конструктивные особенности и маркировка

Двигатели АИР 1000 об/мин (6р) соответствуют ГОСТ Р 51689-2000 (а также ранее действовавшему ГОСТ 183-74) и международным стандартам IEC 60034. Их конструкция является классической для трехфазных асинхронных двигателей: неподвижный статор с многослойным магнитопроводом и уложенной в пазах обмоткой, и вращающийся короткозамкнутый ротор типа «беличья клетка». Особенностью 6-полюсных машин является увеличенный диаметр активной части и, как правило, большая длина сердечника по сравнению с двигателями на 3000 об/мин (2р) той же мощности, что обусловлено необходимостью размещения большего числа катушечных групп обмотки.

Маркировка двигателя, например, АИР180M6, расшифровывается следующим образом:

• АИР – серия асинхронного двигателя (А – асинхронный, И – по ГОСТ (интерэлектромаш), Р – вариант привязки мощности к установочным размерам по стандарту).
• 180 – высота оси вращения вала от условной плоскости основания, в мм (габарит).
• M – условная длина сердечника (короткая, средняя, длинная).
• 6 – число полюсов (6 полюсов соответствует синхронной частоте ~1000 об/мин при частоте сети 50 Гц).

Основные технические характеристики и параметры

Ключевые параметры двигателей АИР на 960 об/мин определяются их назначением. Низкая скорость вращения прямо пропорционально влияет на развиваемый крутящий момент.

Формула для расчета момента: M = 9550

• P / n, где M – момент в Н·м, P – мощность в кВт, n – частота вращения в об/мин. Из формулы видно, что при одинаковой мощности P, двигатель на 960 об/мин развивает момент примерно в 3 раза выше, чем двигатель на 3000 об/мин.

Таблица 1. Примерный ряд мощностей и характеристик для двигателей АИР 6р (50 Гц)

Мощность, кВт	Типоразмер (пример)	Синхронная/номинальная частота, об/мин	Номинальный ток (380В), ~А	КПД, η, %	cos φ	Пусковой момент / Мном	Масса, ~кг
0.75	АИР80В6	1000 / 930	2.3	71.0	0.72	2.0	17
3.0	АИР100S6	1000 / 955	7.2	82.0	0.76	2.0	45
7.5	АИР132M6	1000 / 970	16.8	86.0	0.79	2.0	104
15.0	АИР160S6	1000 / 970	31.4	88.0	0.84	2.0	155
30.0	АИР200M6	1000 / 980	59.0	90.5	0.87	1.4	325
55.0	АИР250S6	1000 / 985	105.0	92.0	0.89	1.2	520
90.0	АИР280S6	1000 / 985	167.0	93.0	0.90	1.1	780

Важные параметры:

• Скольжение (s): Для двигателей 6р номинальное скольжение обычно составляет 2-4% (s = (1000 — nном)/1000
• 100%). Это определяет фактическую частоту вращения на валу в диапазоне 960-980 об/мин.
• КПД и cos φ: Значения КПД и коэффициента мощности для 6-полюсных двигателей несколько ниже, чем для высокооборотных моделей той же мощности, особенно в маломощном диапазоне, что связано с особенностями конструкции обмотки.
• Пусковые характеристики: Пусковой момент (Мп/Мном) у стандартных исполнений достаточно высок (1.2-2.0), что позволяет уверенно запускать механизмы с высокой статической нагрузкой. Пусковой ток (Iп/Iном) составляет 5.5-7.0.

Сферы применения и типовые приводы

Двигатели на 960 об/мин применяются там, где технологический процесс требует низкой скорости и высокого усилия.

• Насосное оборудование: Поршневые и плунжерные насосы, шнековые насосы для вязких сред.
• Вентиляторное оборудование: Радиальные вентиляторы высокого давления, дымососы, где требуется работа на сеть с высоким аэродинамическим сопротивлением.
• Компрессорная техника: Поршневые компрессоры.
• Конвейеры и транспортеры: Ленточные конвейеры с большими нагрузками, скребковые транспортеры, элеваторы.
• Смесительное оборудование: Смесители для тяжелых и вязких материалов (глины, растворы, химические продукты).
• Дробильное и мельничное оборудование: Щековые, конусные дробилки, шаровые мельницы.
• Приводы станков: Токарно-винторезные станки (главный привод), круглошлифовальные станки.

Климатические исполнения, монтажное исполнение и способы охлаждения

Двигатели АИР производятся в стандартных климатических исполнениях У, УХЛ, Т по ГОСТ 15150 для категорий размещения 1-3 (открытое исполнение — IP23, закрытое обдуваемое — IP54, IP55).

Основные монтажные исполнения по ГОСТ 2479:

• IM 1081 – на лапах с одним цилиндрическим концом вала.
• IM 2081 – на лапах с двумя цилиндрическими концами вала.
• IM 3081 – фланцевое исполнение.
• IM 3681 – комбинированное (лапы + фланец).

Способы охлаждения (по ГОСТ 20459): Наиболее распространено охлаждение IC 0141 – двигатель с самовентиляцией, наружным обдувом корпуса ребер крыльчаткой на валу. Для специальных применений возможно исполнение IC 0041 (естественное охлаждение без вентилятора) или IC 0161 (независимая вентиляция).

Выбор, монтаж и эксплуатация

При выборе двигателя АИР 960 об/мин необходимо провести тщательный расчет нагрузки.

• Определение требуемой мощности: Расчет ведется по пиковой статической и динамической нагрузке механизма с учетом коэффициента запаса (1.1-1.3). Для насосов и вентиляторов используется расчет по характеристикам расхода и напора.
• Проверка пусковых характеристик: Для механизмов с тяжелым пуском (дробилки, мешалки) необходимо убедиться, что пусковой момент двигателя превышает момент сопротивления механизма на 10-15%. В противном случае выбирают двигатель с повышенным пусковым моментом (исполнение «С»).
• Учет режима работы (S1-S10): Стандартные двигатели рассчитаны на продолжительный режим работы S1. Для повторно-кратковременных режимов (S3, S4, S5) необходимо выбирать двигатель с соответствующим запасом по тепловой нагрузке или специальное исполнение.

Особенности монтажа: Из-за больших массогабаритных показателей (особенно для мощностей свыше 30 кВт) требуется надежный фундамент с точной центровкой по полумуфтам. Несоосность валов не должна превышать 0.05 мм. Обязательна проверка уровня вибрации и температуры подшипниковых узлов после запуска.

Схемы подключения и системы управления

Стандартные двигатели АИР рассчитаны на напряжение 380/660 В или 220/380 В (для малых мощностей). Наиболее распространенные схемы подключения обмоток статора:

• «Треугольник» (Δ) – для напряжения 220В (редко) или при использовании плавного пуска/частотного преобразователя с выходным напряжением 380В.
• «Звезда» (Y) – для напряжения 380В в сетях 380/660В. Это основное рабочее подключение.
• Схема «звезда-треугольник» (Y/Δ) – применяется для снижения пусковых токов. Двигатель запускается обмотками, соединенными в «звезду», после разгона переключается на «треугольник».

Для управления и защиты используются магнитные пускатели с тепловыми реле, автоматические выключатели с электромагнитными расцепителями, современные устройства плавного пуска (УПП) и частотные преобразователи (ЧП). Использование ЧП для двигателей 6р позволяет плавно регулировать скорость в широком диапазоне, что особенно актуально для насосов и вентиляторов, обеспечивая значительную энергоэффективность.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается двигатель на 1000 об/мин от двигателя на 960 об/мин?

Это один и тот же двигатель. 1000 об/мин – это синхронная скорость вращения магнитного поля (для 6 полюсов при 50 Гц). Реальная (асинхронная) скорость на валу под нагрузкой всегда меньше из-за скольжения и составляет примерно 960-985 об/мин в зависимости от конкретной нагрузки. В технической документации и в обиходе используются оба обозначения.

Можно ли получить 960 об/мин от двигателя на 1500 об/мин с помощью редуктора?

Да, это распространенное решение. Использование редуктора с передаточным числом i = 1500/960 ≈ 1.56 позволяет получить требуемую скорость. Выбор между прямым приводом от двигателя 6р и приводом через редуктор от двигателя 4р (1500 об/мин) зависит от требований к моменту, габаритам, КПД совокупной системы, необходимости наличия редуктора в кинематической цепи и экономической целесообразности.

Почему у двигателя на 960 об/мин ниже КПД, чем у двигателя на 3000 об/мин той же мощности?

Снижение КПД связано с увеличением числа полюсов: требуется больше меди для обмотки статора, возрастают магнитные потери в стали из-за снижения частоты перемагничивания, увеличиваются механические потери (потери в вентиляторе, который для низкооборотного двигателя должен создавать больший напор для обеспечения того же расхода охлаждающего воздуха).

Как правильно выбрать систему пуска для мощного двигателя 6р (например, 55 кВт)?

Для двигателей мощностью от 45-55 кВт и выше прямой пуск от сети (DOL) часто нежелателен из-за высокого пускового тока (в 6-7 раз выше номинального), вызывающего просадки напряжения. Рекомендуется применение:

• Пуска «звезда-треугольник» – если момент сопротивления нагрузки при пуске невелик (менее 30% от номинального момента двигателя).
• Устройства плавного пуска (УПП) – для механизмов с постепенным нарастанием момента (насосы, вентиляторы, конвейеры).
• Частотного преобразователя (ЧП) – для механизмов, требующих также регулирования скорости, или для обеспечения максимально плавного и экономичного пуска.
• Синхронного двигателя или двигателя с фазным ротором – для особо тяжелых пусковых условий (шаровые мельницы, дробилки), но это уже не серия АИР.

Что означает степень защиты IP54 и IP55 для двигателей АИР?

Степень защиты IP (Ingress Protection) характеризует защиту оболочки от проникновения твердых тел и воды.

• Первая цифра 5: Защита от пыли. Пыль может проникать в неопасных количествах, не нарушая работу.
• Вторая цифра 4: Защита от брызг воды с любого направления.
• Вторая цифра 5: Защита от струй воды с любого направления.

Исполнение IP55 является более предпочтительным для работы в условиях повышенной влажности, на улице или в помещениях с возможностью мойки.

Каков средний ресурс двигателей АИР 960 об/мин до капитального ремонта?

При соблюдении условий эксплуатации (номинальная нагрузка, чистота и температура окружающей среды в пределах нормы, качественное обслуживание) ресурс до первого капитального ремонта (перемотки) составляет 40 000 – 60 000 часов. Наиболее нагруженными элементами являются подшипниковые узлы, срок службы которых по стандарту L10 составляет не менее 20 000 часов при номинальной нагрузке.