Электродвигатели АИС 1390 об/мин
Электродвигатели АИС с синхронной частотой вращения 1500 об/мин (1390 об/мин на валу)
Электродвигатели серии АИС с синхронной частотой вращения 1500 об/мин, обеспечивающие номинальную частоту вращения на валу приблизительно 1390 об/мин (для двигателей 4-го габарита по ГОСТ), являются одним из наиболее распространенных и универсальных типов асинхронных машин в промышленности и энергетике. Данная скорость вращения оптимальна для привода насосов, вентиляторов, компрессоров, конвейеров, станков и другого оборудования общего назначения. В статье подробно рассмотрены конструкция, параметры, сферы применения и особенности эксплуатации этих двигателей.
Классификация, обозначение и стандарты
Электродвигатели АИС (Асинхронные Исполнения Специальные) представляют собой серию, разработанную в соответствии с международными стандартами IEC 60034 и российскими ГОСТ Р 51689-2000, ГОСТ Р 52776-2007. Цифровая часть обозначения раскрывает ключевые параметры. Например, двигатель АИС 160 M4:
- АИС – серия асинхронных двигателей.
- 160 – высота оси вращения в миллиметрах (габарит).
- M – установочный размер по длине (S, M, L).
- 4 – число полюсов (4 полюса = синхронная скорость 1500 об/мин при частоте 50 Гц).
- Статор: Сердечник из электротехнической стали с трехфазной обмоткой, уложенной в пазы. Класс нагревостойкости изоляции обмотки (F или H) определяет температурный запас.
- Ротор: Короткозамкнутый типа «беличья клетка». Конструкция литых клеток обеспечивает высокую надежность и минимальные эксплуатационные расходы.
- Корпус и охлаждение: Выполняются в различных исполнениях по способу защиты (IP) и охлаждения (IC). Наиболее распространены:
- IP55: Защита от пыли и струй воды. Наиболее популярное исполнение.
- IP54: Защита от пыли и брызг.
- IC411: Самовентилируемое исполнение с внешним вентилятором на валу (TEFC).
- IC416: Принудительное охлаждение от независимого вентилятора.
- Монтажное исполнение: Стандартные варианты IM 1081 (лапы) или IM 2081 (лапы с фланцем).
- Насосное оборудование: Центробежные насосы водоснабжения, циркуляционные, дренажные, химические.
- Вентиляционное оборудование: Радиальные и осевые вентиляторы, дымососы.
- Компрессорное оборудование: Поршневые и винтовые компрессоры.
- Конвейеры и транспортеры: Ленточные, цепные, скребковые.
- Станки и технологическое оборудование: Токарные, фрезерные станки, смесители, экструдеры.
- Мощность: Должна быть не менее мощности на валу механизма с учетом пусковых условий и коэффициента запаса (обычно 10-15%).
- Режим работы: S1 (продолжительный), S2 (кратковременный), S3 (повторно-кратковременный).
- Климатические условия и место установки: Определяют степень защиты (IP) и климатическое исполнение (У, УХЛ, Т).
- Способ пуска: Прямой пуск, пуск со звезды на треугольник, использование частотного преобразователя (ПЧ). Для двигателей большой мощности необходимо проверять допустимость прямого пуска по условиям сети.
- «Звезда» (Y): Напряжение 380 В. Применяется для двигателей, рассчитанных на 380/660 В при питании от сети 380В.
- «Треугольник» (Δ): Напряжение 220 В. Применяется для тех же двигателей при питании от сети 220В (редко) или для двигателей 220/380 В в сети 380В.
- Вибрации и шума подшипниковых узлов.
- Температуры корпуса (превышение над ambient не должно выходить за пределы класса изоляции).
- Состояния изоляции обмоток (сопротивление мегомметром).
- Надежности электрических соединений.
- IE1 (Standard Efficiency): Стандартный класс. Снят с производства в ЕС, но еще встречается.
- IE2 (High Efficiency): Высокая эффективность. Базовый уровень для большинства рынков.
- IE3 (Premium Efficiency): Премиальная эффективность. Обязателен для новых приводов в развитых странах.
- IE4 (Super Premium Efficiency): Сверхпремиальная эффективность. Наиболее современные и экономичные модели.
Номинальная частота вращения на валу при полной нагрузке всегда ниже синхронной из-за явления скольжения. Для современных двигателей 4-го габарита скольжение составляет примерно 2-4%, что дает скорость в диапазоне 1440-1470 об/мин. Однако для двигателей более старых серий (как А2, 5А) и некоторых мощных исполнений это значение могло быть около 1390-1420 об/мин. Термин «1390 об/мин» стал устоявшимся в профессиональной среде для обозначения всей группы двигателей с синхронной скоростью 1500 об/мин.
Конструктивные особенности и исполнения
Двигатели АИС 1500 об/мин выпускаются в широком диапазоне мощностей, от 0.12 кВт до 400 кВт и более, в зависимости от габарита. Основные конструктивные элементы:
Основные технические характеристики и параметры
Ключевые параметры двигателей АИС 1500 об/мин регламентируются стандартами и каталогами производителей. Ниже приведены усредненные данные для ряда габаритов.
| Габарит (высота оси вращения), мм | Примерная мощность, кВт | Номинальный ток (380В), А (прибл.) | КПД, % (η) | Коэффициент мощности (cos φ) | Масса, кг (прибл.) |
|---|---|---|---|---|---|
| 80 | 0.75 — 1.5 | 1.8 — 3.5 | 75 — 80 | 0.76 — 0.79 | 12 — 18 |
| 100 | 2.2 — 4.0 | 4.9 — 8.5 | 82 — 85 | 0.81 — 0.83 | 25 — 40 |
| 112 | 5.5 — 7.5 | 11.5 — 15.5 | 86 — 88 | 0.84 — 0.86 | 45 — 60 |
| 132 | 11 — 15 | 22 — 30 | 88 — 90 | 0.83 — 0.85 | 70 — 95 |
| 160 | 18.5 — 30 | 36 — 57 | 90 — 92 | 0.86 — 0.88 | 120 — 170 |
| 180 | 37 — 45 | 70 — 85 | 92 — 93 | 0.87 — 0.89 | 200 — 260 |
| 200 | 55 — 75 | 100 — 140 | 93 — 94 | 0.88 — 0.90 | 300 — 400 |
| 225 | 90 — 110 | 165 — 200 | 94 — 95 | 0.89 — 0.91 | 450 — 550 |
Сферы применения и выбор двигателя
Двигатели с частотой вращения ~1390 об/мин применяются для привода механизмов с вентиляторным и постоянным моментом нагрузки. Основные области:
При выборе двигателя необходимо учитывать:
Подключение, пуск и эксплуатация
Трехфазные двигатели АИС на напряжение 380/660 В или 220/380 В имеют в клеммной коробке 6 выводов обмотки (U1-U2, V1-V2, W1-W2), что позволяет реализовать две схемы соединения:
Пусковой ток при прямом включении составляет (5-8)Iн. Для его снижения используется схема «звезда-треугольник» (только для двигателей, допускающих работу в «треугольнике» при данном напряжении) или устройства плавного пуска. Использование частотного преобразователя (ПЧ) позволяет плавно регулировать скорость в широком диапазоне, что особенно эффективно для насосов и вентиляторов, обеспечивая значительную энергоэкономию.
Эксплуатация требует регулярного контроля:
Энергоэффективность: классы IE
Современные двигатели АИС классифицируются по международным стандартам энергоэффективности IEC 60034-30-1:
Переход на двигатели класса IE3 и IE4, несмотря на более высокую первоначальную стоимость, окупается за счет снижения потерь в обмотках и магнитопроводе на 15-40%.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается двигатель 1500 об/мин от 1390 об/мин?
1500 об/мин – это синхронная скорость вращения магнитного поля (для 4 полюсов, 50 Гц). 1390-1470 об/мин – это асинхронная (фактическая) скорость вращения вала под нагрузкой, возникающая из-за скольжения. В технической документации всегда указывается номинальная скорость на валу (например, 1430 об/мин), но в обиходе оба термина относятся к одному типу двигателей.
Как определить мощность двигателя, если шильдик утерян?
Точное определение невозможно без паспортных данных. Приблизительную оценку можно получить, измерив габариты (высоту оси вращения, длину), диаметр вала, сопротивление обмоток и сравнив с таблицами типоразмеров. Наиболее надежный способ – обратиться к производителю или в специализированную электромастерскую для проведения испытаний.
Можно ли использовать двигатель 1390 об/мин с частотным преобразователем?
Да, большинство современных двигателей АИС совместимы с ПЧ. Однако для длительной работы на низких скоростях (менее 20-25 Гц) может потребоваться независимое охлаждение (исполнение IC416). Также при использовании с ПЧ длинной кабельной линии (более 50 м) рекомендуется установка выходных фильтров (дросселей) для защиты изоляции обмотки от перенапряжений.
Что означает маркировка «380/660 В» и как правильно подключить такой двигатель в сеть 380В?
Маркировка означает, что каждая фазная обмотка двигателя рассчитана на напряжение 380 В. При подключении к трехфазной сети 380В с линейным напряжением 380В обмотки должны быть соединены в «звезду» (Y). Схема «треугольник» (Δ) для этого двигателя допустима только при питании от сети с линейным напряжением 660В, что в бытовых и большинстве промышленных сетей не встречается.
Как часто и чем нужно смазывать подшипники двигателя?
Периодичность смазки указана в паспорте и зависит от типа подшипников, скорости, условий работы (обычно от 2000 до 10000 часов). Для большинства двигателей с консистентной смазкой используются литиевые или полимочевинные пластичные смазки (например, LiTIMOL, Mobilith SHC 100). Важно не превышать рекомендуемый объем смазки (обычно 1/2 — 2/3 полости подшипникового узла), так как пересмазка приводит к перегреву и выходу подшипника из строя.
Почему двигатель греется выше допустимой температуры даже без нагрузки?
Возможные причины: повышенное напряжение или перекос фаз в питающей сети, неправильное соединение обмоток (например, «треугольник» вместо «звезды» для данного напряжения), межвитковое замыкание в обмотке, чрезмерное трение в механической части (подшипники, уплотнения, задевание ротора за статор), одностороннее притяжение ротора из-за износа подшипников. Необходима диагностика.
Заключение
Электродвигатели АИС с синхронной частотой 1500 об/мин (1390-1470 об/мин на валу) представляют собой технологически зрелый, надежный и универсальный тип привода. Их конструкция постоянно совершенствуется в направлении повышения энергоэффективности (классы IE3, IE4), надежности и адаптации к работе с современными системами управления, включая частотные преобразователи. Правильный выбор, монтаж и систематическое техническое обслуживание этих двигателей являются залогом их длительной и экономичной эксплуатации в составе любого промышленного или энергетического оборудования.