Электродвигатели АИС 132 кВт
Электродвигатели АИС 132 кВт: технические характеристики, конструкция и сфера применения
Электродвигатели серии АИС (Асинхронные, Интернет-каталог) мощностью 132 кВт представляют собой трехфазные асинхронные машины с короткозамкнутым ротором, соответствующие современному межгосударственному стандарту ГОСТ IEC 60034-1 (ранее ГОСТ Р 51689-2000). Данная мощность является одной из наиболее востребованных в промышленном секторе, находясь на стыке среднего и высокомощностного оборудования. Двигатели 132 кВт используются для привода механизмов, требующих значительной механической энергии, таких как насосы, вентиляторы, компрессоры, дробилки, конвейерные линии и смесители.
Расшифровка обозначения и габаритно-присоединительные размеры
Типовое обозначение двигателя: АИС 280 S4. Расшифровка:
- АИС – серия асинхронного двигателя.
- 280 – высота оси вращения вала в миллиметрах (габарит). Для мощности 132 кВт это, как правило, габарит 280 мм или 315 мм в зависимости от числа полюсов и производителя.
- S – установочный размер по длине станины (S – короткая, M – средняя, L – длинная).
- 4 – число полюсов (синхронная частота вращения: 2 – 3000 об/мин, 4 – 1500 об/мин, 6 – 1000 об/мин, 8 – 750 об/мин).
- IE1 (Стандартная эффективность) – устаревающий класс, встречается в эксплуатации.
- IE2 (Повышенная эффективность) – базовый уровень для новых двигателей на рынке.
- IE3 (Высокая эффективность) – обязательный класс для вновь вводимых в эксплуатацию двигателей в большинстве стран, включая Таможенный союз (ТР ТС 004/2011).
- IE4 (Сверхвысокая эффективность) – премиальный класс, обеспечивающий минимальные потери.
- 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).
- Совпадение мощности и частоты вращения (числа полюсов).
- Класс энергоэффективности (IE3 – минимально допустимый для новых проектов).
- Габаритные и присоединительные размеры (межосевое расстояние лап, диаметр вала, высота оси вращения).
- Способ охлаждения (IC411 – самовентиляция, IC416 – независимая вентиляция).
- Климатическое исполнение и степень защиты IP (стандартно IP54 или IP55).
- Напряжение и схема соединения обмоток (380/660 В, треугольник/звезда; 660 В, звезда).
Основные габаритно-присоединительные размеры для наиболее распространенных исполнений 132 кВт приведены в таблице.
| Габарит (высота оси вращения), мм | Число полюсов | Примерное обозначение | Длина сердечника (установочный размер) | Диаметр вала, мм | Диаметр фланца, мм (для фланцевых исполнений) |
|---|---|---|---|---|---|
| 280 | 2 | АИС 280 M2 | M или L | 65 | 400 |
| 315 | 4 | АИС 315 S4 | S | 75 | 500 |
| 315 | 6 | АИС 315 M6 | M | 80 | 500 |
| 315 | 8 | АИС 315 M8 | M | 80 | 500 |
Конструктивные особенности и материалы
Конструкция двигателя АИС 132 кВт является классической для асинхронных машин. Станина и корпусные щиты изготавливаются из чугуна марки СЧ20-СЧ25, что обеспечивает высокую механическую прочность, виброустойчивость и эффективный отвод тепла. Сердечник статора набирается из изолированных листов электротехнической стали, что минимизирует потери на вихревые токи. Обмотка статора выполняется из медного провода с теплостойкой изоляцией класса F (155°C) или H (180°C), что позволяет двигателю работать при повышенных температурах. Ротор – короткозамкнутый, типа «беличья клетка», изготавливается методом литья под давлением из алюминиевых сплавов или, для двигателей повышенного пускового момента, из меди. Вал выполняется из углеродистой или легированной стали, подвергается термообработке для обеспечения необходимой твердости и износостойкости. Подшипниковые узлы, как правило, используют роликовые или шариковые подшипники качения (например, 6314, 6316, NU316) с консистентной смазкой, рассчитанной на весь межсервисный период.
Энергоэффективность: классы IE
Современные двигатели АИС 132 кВт производятся с различными классами энергоэффективности, регламентированными стандартом МЭК 60034-30-1:
Переход на классы IE3 и IE4 достигается за счет оптимизации магнитной системы, использования более качественной электротехнической стали, увеличения активных материалов (меди и стали), снижения воздушного зазора и применения улучшенных подшипниковых узлов. Для двигателя 132 кВт разница в КПД между классами IE2 и IE3 составляет примерно 1-2%, что при круглосуточной работе дает существенную экономию электроэнергии.
| Число полюсов | Синхронная частота, об/мин | КПД, % (IE2) | КПД, % (IE3) | КПД, % (IE4) | cos φ (коэффициент мощности) |
|---|---|---|---|---|---|
| 2 | 3000 | 94.5 | 95.4 | 96.2 | 0.90 |
| 4 | 1500 | 95.0 | 95.8 | 96.5 | 0.87 |
| 6 | 1000 | 94.5 | 95.3 | 96.0 | 0.82 |
| 8 | 750 | 93.5 | 94.5 | 95.2 | 0.78 |
Пусковые и рабочие характеристики
Двигатели 132 кВт обладают значительными пусковыми токами, что требует особого внимания при проектировании электроснабжения. Кратность пускового тока (Iпуск/Iном) обычно лежит в диапазоне 6-8. Кратность пускового момента (Mпуск/Mном) составляет 1.8-2.2 для стандартных исполнений и может быть повышена в двигателях с повышенным пусковым моментом (исполнение «H» или «K» по ГОСТ). Кратность максимального момента (Mmax/Mном) – не менее 2.2 для большинства исполнений. Для безопасного и плавного пуска двигателей такой мощности практически всегда применяются устройства плавного пуска (УПП) или частотные преобразователи (ЧП), которые позволяют снизить пусковой ток до 1.5-3.5 от номинального и обеспечить оптимальный динамический режим.
Условия эксплуатации и модификации
Стандартные двигатели АИС рассчитаны на работу в условиях умеренного климата (категория У2, У3) при температуре окружающей среды от -40°C до +40°C и высоте установки до 1000 м над уровнем моря. Существуют различные климатические исполнения (ХЛ, Т, ТС) и категории размещения (1-5). По способу монтажа двигатели 132 кВт выпускаются в исполнениях:
Также доступны специализированные модификации: взрывозащищенные (Ex d, Ex de, Ex nA) для применения в химической, нефтегазовой промышленности; с принудительной вентиляцией (IC416); с повышенным скольжением; для частотного регулирования; в коррозионностойком исполнении.
Подбор и замена двигателя 132 кВт
При выборе или замене двигателя необходимо учитывать следующие параметры:
Замена двигателя устаревшей серии А, АИР на современный АИС 132 кВт, как правило, прямозаменима по установочным размерам для соответствующего габарита, но требует проверки по каталогу производителя.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
1. Какое сечение кабеля необходимо для подключения двигателя 132 кВт к сети 380В?
Номинальный ток двигателя 132 кВт при 380В, 50 Гц, cos φ≈0.9 составляет примерно 240-250А. Для длительной работы рекомендуется выбирать кабель с медными жилами сечением не менее 120-150 мм², в зависимости от способа прокладки, материала изоляции и количества кабелей в пучке. Точный расчет должен проводиться по ПУЭ с учетом поправочных коэффициентов. Для питания от частотного преобразователя может потребоваться кабель с симметрированной скруткой и экраном.
2. Можно ли подключить двигатель 132 кВт через пускатель (контактор)?
Прямое подключение (прямой пуск) двигателя такой мощности через электромагнитный пускатель возможно теоретически, но на практике крайне не рекомендуется из-за высоких пусковых токов (до 1500-1800А). Это приводит к сильному износу контактов пускателя, провалам напряжения в сети и механическим ударам в приводе. Обязательно применение устройств плавного пуска (УПП) или частотных преобразователей (ЧП). Коммутация же после УПП/ЧП или для двигателей с независимой вентиляцией может осуществляться контакторами на соответствующий ток.
3. Как часто требуется проводить техническое обслуживание двигателя 132 кВт?
Периодичность ТО регламентируется производителем и условиями эксплуатации. Стандартный межсервисный интервал для подшипников качения со смазкой – около 4000-10000 часов работы. В рамках ТО выполняются: контроль вибрации, измерение сопротивления изоляции обмоток, проверка состояния клеммной коробки, при необходимости – пополнение или замена смазки в подшипниковых узлах. Двигатели в исполнении IP54/IP55 требуют очистки наружных ребер охлаждения от загрязнений.
4. В чем разница между двигателем АИС 280 и АИС 315 на 132 кВт?
Разница заключается в габарите (высоте оси вращения). Для достижения одной и той же мощности 132 кВт при разном числе полюсов производитель оптимизирует активные материалы. Двигатель на 3000 об/мин (2 полюса) имеет меньшие габариты (280-й) из-за более высоких электромагнитных нагрузок и скорости вращения. Двигатель на 750 об/мин (8 полюсов) для компенсации снижения скорости требует большего вращающего момента, а следовательно, большего диаметра и длины сердечника, поэтому выполняется в габарите 315. Это влияет на массу, момент инерции и стоимость.
5. Какой класс изоляции обмоток используется в двигателях АИС 132 кВт и что это означает?
Современные двигатели серии АИС, как правило, имеют изоляцию класса F (155°C) с запасом по температуре, что позволяет эксплуатировать их при классе нагревостойкости B (130°C) или F. Это повышает надежность и ресурс изоляции. Класс определяет максимально допустимую температуру точки обмотки. Система охлаждения двигателя рассчитана на то, чтобы превышение температуры обмотки над температурой окружающей среды не выходило за пределы, установленные для данного класса изоляции.
6. Каков средний ресурс двигателя АИС 132 кВт при правильной эксплуатации?
Расчетный средний срок службы двигателей серии АИС при работе в номинальном режиме и соблюдении регламентов ТО составляет 15-20 лет или 40-60 тысяч часов наработки. Критическими факторами, сокращающими ресурс, являются: частые пуски и реверсы, работа с перегрузкой, вибрация на фундаменте, несоосность с рабочей машиной, повышенная влажность или агрессивная среда, некачественное электропитание (несимметрия напряжений, высшие гармоники).