Электродвигатели АИРЕ с лапами S1

Электродвигатели АИРЕ с лапами S1: конструкция, параметры и применение

Электродвигатели серии АИРЕ представляют собой асинхронные трехфазные двигатели с короткозамкнутым ротором, исполненные на лапах (IM 1001 по ГОСТ 2479) и предназначенные для продолжительного режима работы S1. Данная серия является современным развитием массовых двигателей серии АИР, соответствующей требованиям международных стандартов IEC 60034 и ГОСТ Р 51689-2000. Основное назначение – привод промышленного оборудования, работающего в непрерывном цикле без частых пусков и остановок.

Конструктивные особенности и обозначение

Конструкция двигателей АИРЕ включает в себя следующие ключевые компоненты: литой чугунный статор и подшипниковые щиты, обмотку статора из медного провода с теплостойкой изоляцией класса F (допускающая нагрев до 155°C), алюминиевый короткозамкнутый ротор типа «беличья клетка», шарикоподшипники качения, лапы для монтажа. Степень защиты стандартно соответствует IP54 (защита от попадания пыли и брызг воды со всех сторон), возможно исполнение IP55. Способ охлаждения – IC 0141 (самовентиляция с наружным вентилятором под защитным кожухом).

Расшифровка типового обозначения АИРЕ 80 А2:

• АИР – серия асинхронных двигателей, унифицированная.
• Е – обозначение, указывающее на соответствие европейским стандартам (габариты и установочные размеры по IEC).
• 80 – высота оси вращения вала в миллиметрах (габарит).
• А – длина сердечника статора (короткая, есть варианты А, В, С).
• 2 – число полюсов (2, 4, 6, 8).

Режим работы S1 (продолжительный) означает, что двигатель может работать при постоянной нагрузке неограниченно долгое время, достигая установившейся температуры всех частей.

Основные технические характеристики и параметры

Технические параметры двигателей АИРЕ варьируются в зависимости от габарита и числа полюсов. Ключевыми являются: номинальная мощность (P_N), синхронная частота вращения (n_s), номинальная частота вращения (n_N), номинальный крутящий момент (M_N), номинальный ток (I_N) при напряжении 380/400 В, коэффициент полезного действия (КПД, η), коэффициент мощности (cos φ), кратность пускового тока (I_п/I_N), кратность пускового момента (M_п/M_N), кратность максимального момента (M_max/M_N).

Таблица 1. Примерный диапазон мощностей по габаритам (высота оси вращения)

Габарит (высота оси, мм)	Мощность при 2 полюсах (кВт)	Мощность при 4 полюсах (кВт)	Мощность при 6 полюсах (кВт)	Мощность при 8 полюсах (кВт)
71	0.37 — 0.55	0.18 — 0.55	0.12 — 0.37	0.09 — 0.25
80	0.75 — 1.5	0.75 — 1.5	0.55 — 1.1	0.37 — 0.75
90S/L	1.5 — 2.2	1.5 — 2.2	1.1 — 1.5	0.75 — 1.1
100L	3.0 — 4.0	3.0 — 4.0	2.2 — 3.0	1.5 — 2.2
112M	5.5	5.5	4.0	2.2 — 3.0
132S/M	7.5 — 11	7.5 — 11	5.5 — 7.5	4.0 — 5.5
160S/M	15 — 18.5	15 — 18.5	11 — 15	7.5 — 11

Таблица 2. Типовые значения энергоэффективности и моментов (на примере 4-полюсных двигателей)

Мощность, кВт	КПД (η), %	cos φ	Iп/IN	Mп/MN	Mmax/MN
0.75	75.0	0.82	5.5	2.2	2.4
1.5	79.0	0.84	6.0	2.2	2.4
3.0	82.5	0.86	7.0	2.2	2.4
5.5	85.0	0.87	7.5	2.2	2.4
7.5	86.5	0.88	7.5	2.2	2.4
11	88.0	0.88	7.5	2.2	2.4
15	89.0	0.89	7.5	2.2	2.4

Области применения и выбор двигателя

Двигатели АИРЕ S1 находят широкое применение в различных отраслях промышленности для привода оборудования, работающего в непрерывном режиме:

• Насосное оборудование (центробежные, поршневые насосы).
• Вентиляторные установки (радиальные, осевые вентиляторы).
• Компрессорное оборудование (поршневые, винтовые компрессоры).
• Конвейерные системы (ленточные, цепные, винтовые транспортеры).
• Станки (токарные, фрезерные, сверлильные).
• Дробильное и смесительное оборудование.

При выборе двигателя необходимо учитывать:

1. Мощность: Номинальная мощность двигателя должна быть равна или превышать мощность на валу рабочей машины с учетом возможных перегрузок. Недостаточная мощность ведет к перегреву и выходу из строя, завышенная – к снижению КПД и cos φ.
2. Частоту вращения: Определяется требованиями приводимого механизма. Двигатели с меньшим числом полюсов (2) имеют более высокую скорость, но меньший пусковой момент.
3. Установочные и присоединительные размеры: Должны соответствовать монтажному основанию и полумуфте/шкиву механизма. Размеры стандартизированы по IEC.
4. Климатическое исполнение и категория размещения: Стандартно У3 (для умеренного климата в закрытых помещениях), возможно исполнение У1, У2, У5, ХЛ.
5. Класс энергоэффективности: Современные двигатели АИРЕ обычно соответствуют классу IE2 (стандартная эффективность) или IE3 (повышенная эффективность), что регламентируется ГОСТ Р МЭК 60034-30-1.

Монтаж, эксплуатация и обслуживание

Монтаж двигателя на лапах осуществляется на жесткой, выверенной по уровню фундаментной плите или раме через отверстия в лапах. Несоосность валов двигателя и механизма не должна превышать допустимых значений (обычно 0.05 мм для гибких муфт). Перед первым пуском необходимо:

• Проверить сопротивление изоляции обмоток (не менее 1 МОм мегаомметром на 500 В).
• Проверить свободное вращение ротора вручную.
• Проверить уровень масла в подшипниковых узлах (для двигателей с жидкой смазкой) или наличие консистентной смазки (для подшипников качения).
• Выполнить электрическое подключение согласно схеме («звезда» или «треугольник») в зависимости от напряжения сети.

Эксплуатация в режиме S1 предполагает, что температура окружающей среды не превышает +40°C (для стандартного исполнения), а высота над уровнем моря – не более 1000 м. Основные операции технического обслуживания включают регулярную очистку от пыли, контроль температуры и вибрации, подтяжку крепежных соединений, периодическую замену смазки в подшипниках (интервал 4000-10000 часов работы).

Преимущества и недостатки

Преимущества двигателей АИРЕ S1:

• Унификация и стандартизация по международным нормам, что упрощает замену и подбор.
• Высокая надежность и длительный срок службы при соблюдении условий эксплуатации.
• Широкая доступность и развитая сервисная сеть.
• Хорошие массогабаритные показатели.
• Приемлемые пусковые характеристики для большинства нагрузок с вентиляторным моментом.

Недостатки и ограничения:

• Не предназначены для частых пусков, реверса и работы в повторно-кратковременных режимах (S3-S6) без специального расчета.
• Ограниченные возможности регулирования скорости без использования частотного преобразователя.
• Относительно высокие пусковые токи, требующие применения соответствующих пусковых устройств (прямой пуск, звезда-треугольник, мягкий пускатель).

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается режим S1 от S2 или S3?

Режим S1 – продолжительный, двигатель работает под постоянной нагрузкой до достижения теплового равновесия. S2 – кратковременный (например, 10, 30, 60 минут), двигатель не успевает нагреться до установившейся температуры, после чего следует период остановки для охлаждения. S3 – повторно-кратковременный с циклами работы и паузы, характеризуемый относительной продолжительностью включения (ПВ, %). Двигатели АИРЕ на лапах оптимизированы именно для S1.

Можно ли использовать двигатель АИРЕ S1 с частотным преобразователем (ЧП)?

Да, большинство современных двигателей АИРЕ допускают работу от ЧП. Однако для длительной работы на низких скоростях (менее 20-30% от номинальной) может потребоваться независимое охлаждение (вентилятор с отдельным приводом). Также при использовании с ЧП рекомендуется выполнить симметрирование подшипниковых токов, особенно для двигателей мощностью свыше 30 кВт.

Что означает класс изоляции F и почему рабочая температура ниже 155°C?

Класс изоляции F определяет термостойкость изоляционных материалов обмотки (допустимая температура 155°C). Однако рабочая температура двигателя (температура обмотки) ограничивается значением на 10°C ниже для двигателей с классом нагревостойкости F (т.е. 145°C) согласно ГОСТ, что создает запас для увеличения срока службы изоляции. Фактическая температура при номинальной нагрузке обычно составляет 90-110°C.

Как правильно выбрать схему подключения «звезда» или «треугольник»?

Схема подключения определяется номинальным напряжением обмотки двигателя, указанным на шильдике. Для сетей 380/400 В 50 Гц: если на шильдике указано напряжение 380/660 В, то для работы в сети 380 В обмотки соединяются в «треугольник». Если указано 220/380 В, то для сети 380 В – в «звезду». Неправильное соединение (например, «звезда» для двигателя 380/660 В в сети 380 В) приведет к снижению мощности и момента в 3 раза.

Каков типовой срок службы двигателя АИРЕ?

При соблюдении условий эксплуатации, номинальной нагрузки, температуры окружающей среды и графика технического обслуживания, расчетный срок службы двигателей АИРЕ составляет 15-20 лет или 40-60 тысяч часов наработки. Критическим элементом, определяющим ресурс, являются подшипниковые узлы.

В чем разница между АИР и АИРЕ?

Двигатели АИРЕ являются эволюционным развитием серии АИР. Основные отличия: повышенные требования к энергоэффективности (соответствие классам IE2/IE3), использование изоляции класса F вместо B, более точное соответствие установочным размерам по IEC. Фактически, АИРЕ – это современная, актуализированная версия, пришедшая на смену АИР в рамках технического перевооружения.