Электродвигатели АИС 255 М2: технические характеристики, конструкция и область применения
Электродвигатель АИС 255 М2 представляет собой асинхронную трехфазную машину с короткозамкнутым ротором, соответствующую современному межгосударственному стандарту ГОСТ IEC 60034-1 (ранее серия АИР). Маркировка расшифровывается следующим образом: «АИС» – Асинхронный Исполнения Согласно международным стандартам (IEC), «255» – высота оси вращения вала в миллиметрах (габарит), «М» – установочный размер по длине станины (средняя длина), «2» – количество полюсов, то есть синхронная частота вращения 3000 об/мин (номинальная ~2970 об/мин). Данный двигатель предназначен для продолжительного режима работы S1 и рассчитан на питание от сети переменного тока частотой 50 Гц, напряжением 380/660 В или 660/1140 В в зависимости от исполнения.
Конструктивные особенности и исполнения
Двигатель АИС 255 М2 построен по классической схеме. Основными узлами являются: чугунные станина и подшипниковые щиты, сердечник статора, набранный из изолированных листов электротехнической стали, обмотка статора из медного провода с классом нагревостойкости не ниже F (155°C), короткозамкнутый ротор типа «беличья клетка» (алюминиевая или медная заливка), вал из углеродистой стали. Подшипниковые узлы, как правило, состоят из роликовых подшипников на приводном конце и шарикового на противоположном, что обеспечивает восприятие значительных радиальных нагрузок.
Электродвигатель поставляется в различных климатических и конструктивных исполнениях, что отражено в его обозначении:
- По способу монтажа: IM 1081 (лапы, фланец на щите), IM 2081 (лапы с фланцем), IM 3081 (лапы с фланцем и подъемным щитом). Наиболее распространено исполнение IM 1081.
- По степени защиты: IP54 (защита от пыли и брызг воды) – стандартное исполнение; IP55 (защита от струй воды) – для условий повышенной влажности.
- По способу охлаждения: IC 0141 (самовентиляция с наружным обдувом ребристого корпуса).
- По климатическому исполнению: У3, У2, У1 (для умеренного климата), ХЛ (для холодного), Т (для тропического).
- Энергетика и ЖКХ: Привод питательных, циркуляционных, сетевых насосов на ТЭЦ и котельных; привод дымососов и вентиляторов.
- Нефтегазовая отрасль: Привод нагнетателей, технологических насосов, вентиляторов.
- Горнодобывающая промышленность: Привод вентиляторов главного проветривания, компрессоров.
- Машиностроение: Привод шпинделей шлифовальных и других металлорежущих станков, быстроходных прессов.
- Водоподготовка и водоотведение: Привод насосов высокого давления, аэраторов.
- Внешний осмотр, очистку от загрязнений, проверку состояния креплений.
- Контроль вибрации. Для двигателей 3000 об/мин допустимый уровень вибрации по ГОСТ не должен превышать 2.8 мм/с (категория I).
- Контроль температуры подшипниковых узлов (термометром или тепловизором). Превышение температуры окружающей среды более чем на 70°C свидетельствует о неисправности.
- Через 8-10 тыс. часов работы – проверка и замена смазки в подшипниках качения. Используется консистентная смазка типа Литол-24 или ее импортные аналоги (Shell Gadus, Mobilith).
- Измерение сопротивления изоляции обмоток мегомметром на 1000 В. Для исправного двигателя сопротивление должно быть не менее 1 МОм при температуре 25°C, а на практике часто составляет десятки и сотни МОм.
- Контроль зазоров в подшипниках и при необходимости их регулировка или замена.
Основные технические параметры и характеристики
Ключевые параметры двигателя АИС 255 М2 определяются его местом в линейке мощностей. Высота оси вращения 250 мм (округленно 255) соответствует определенному диапазону мощности и момента.
| Мощность, кВт | Синхронная частота, об/мин | Номинальный ток (380В), А | КПД, η, % | Коэффициент мощности, cos φ | Пусковой ток / Iном | Пусковой момент / Mном | Макс. момент / Mном | Масса, кг (прибл.) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 55 | 3000 | 103 | 91.5 | 0.89 | 7.0 | 1.3 | 2.3 | 430 |
| 75 | 3000 | 140 | 92.5 | 0.90 | 7.0 | 1.2 | 2.3 | 520 |
| 90 | 3000 | 167 | 93.0 | 0.91 | 7.0 | 1.1 | 2.3 | 580 |
| 110 | 3000 | 203 | 93.5 | 0.91 | 7.0 | 1.1 | 2.3 | 680 |
Значения в таблице являются типовыми и могут незначительно варьироваться в зависимости от конкретного производителя. Высокая частота вращения определяет специфику применения: данные двигатели используются для привода механизмов, требующих высоких скоростей – центробежных насосов, вентиляторов, дымососов, компрессоров, шлифовальных станков, быстроходных конвейеров.
Механическая характеристика и особенности пуска
Двигатели с 2 полюсами имеют жесткую механическую характеристику – незначительное изменение момента нагрузки приводит к небольшому изменению частоты вращения. Пусковой момент у двигателей данного габарита составляет 1.1-1.3 от номинального, что достаточно для пуска большинства вентиляторных и насосных нагрузок. Однако высокий пусковой ток (в 7 раз превышающий номинальный) требует особого внимания к выбору пусковой и защитной аппаратуры. Для снижения пусковых токов при питании от сети ограниченной мощности рекомендуется применять устройства плавного пуска (УПП) или частотные преобразователи (ЧП). Прямой пуск допустим при соответствии параметров сети требованиям, изложенным в ПУЭ.
Подключение и схемы управления
Обмотка статора двигателя АИС 255 М2, как правило, выполняется с выводами, позволяющими осуществлять подключение по двум схемам: «звезда» (Y) и «треугольник» (Δ). Напряжение 380/660 В означает: для работы от сети 380 В обмотки должны быть соединены в «треугольник»; для сети 660 В – в «звезду». Для двигателей на напряжение 660/1140 В аналогично: «треугольник» для 660 В, «звезда» для 1140 В. Выбор схемы определяется паспортными данными двигателя и параметрами питающей сети. Базовая схема управления включает в себя автоматический выключатель (предохранители), контактор, тепловое реле или современный цифровой защитный relay, кнопочный пост. Для реверса используется схема с двумя контакторами с механической и электрической блокировкой.
Области применения и выбор сопутствующего оборудования
Электродвигатели АИС 255 М2 находят широкое применение в промышленности и энергетике благодаря высокой скорости и надежности. Основные области применения:
При выборе кабеля для подключения необходимо руководствоваться номинальным током двигателя, условиями прокладки и ПУЭ. Для двигателя 75 кВт (Iном=140А) сечение медного кабеля, проложенного в воздухе, должно быть не менее 35 мм² (допустимый длительный ток ~145А). Автоматический выключатель выбирается с номинальным током, учитывающим пусковые токи: обычно на 1.5-2 раза выше номинального тока двигателя (например, 250А). Настройка тепловой защиты производится на номинальный ток двигателя.
Техническое обслуживание и диагностика
Плановое техническое обслуживание (ТО) двигателя АИС 255 М2 включает в себя:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается двигатель АИС 255 М2 от старого аналога АИР 250 М2?
Двигатель АИС соответствует актуализированным международным стандартам (IEC), что обеспечивает полную взаимозаменяемость по установочным и присоединительным размерам с импортными аналогами. В АИС часто используются улучшенные электротехнические стали и изоляционные материалы (класс F), что может приводить к незначительному снижению массы при тех же или лучших энергетических показателях (КПД, cos φ). Габариты и мощность идентичны.
Как правильно выбрать схему подключения «звезда» или «треугольник» для данного двигателя?
Выбор строго определяется паспортной табличкой двигателя и напряжением питающей сети. Если на табличке указано «380/660 В Δ/Y», а ваша сеть 380 В – подключайте обмотки в «треугольник» (Δ). При подключении в «звезду» (Y) на 380 В двигатель будет работать с сильным недогрузом по моменту и может перегреться под нагрузкой. Для сети 660 В – только «звезда». Ошибка в подключении ведет к выходу двигателя из строя.
Каковы основные причины повышенной вибрации у двигателя на 3000 об/мин?
1. Дисбаланс ротора (требуется динамическая балансировка).
2. Несоосность соединения с нагрузкой (проверить и отрегулировать соосность по полумуфтам).
3. Ослабление крепления двигателя или фундамента.
4. Износ или повреждение подшипников качения.
5. Механический дефект вала (прогиб).
6. Электрический дисбаланс (обрыв стержня «беличьей клетки», несимметрия обмоток).
Можно ли использовать частотный преобразователь для управления двигателем АИС 255 М2?
Да, это распространенная практика для регулирования производительности насосов и вентиляторов. При этом необходимо:
— Выбирать ЧП с номинальным током не менее номинального тока двигателя.
— Учитывать, что на низких частотах (менее 20 Гц) ухудшается охлаждение (самовентиляция). Для длительной работы на низких оборотах может потребоваться двигатель с независимым вентилятором (IC 416).
— Для длинных кабелей между ЧП и двигателем (>50 м) рекомендуется установка выходного фильтра (дросселя) для подавления перенапряжений.
Какой автоматический выключатель и сечение кабеля нужны для двигателя 90 кВт, 380В?
Номинальный ток двигателя ~167А. Для защиты от токов КЗ и перегрузки рекомендуется автоматический выключатель с номинальным током 250А (например, ВА 57-39 на 250А с расцепителем 160-250А). Сечение медного кабеля, проложенного в воздухе (например, ВВГнг), выбирается по таблице ПУЭ: для тока 167А минимальное сечение 50 мм² (допустимый ток ~170А). С учетом длины линии и падения напряжения часто выбирают сечение 70 мм². Для алюминиевого кабеля (АВВГ) сечение будет не менее 95 мм².
Каков порядок проведения высоковольтных испытаний обмотки статора?
Испытания повышенным напряжением промышленной частоты проводятся после ремонта или длительного простоя. Для двигателей на напряжение 0.4 кВ испытательное напряжение составляет 1000 В + 2Uном, но не менее 1500 В (обычно 1500-1800 В). Время приложения – 1 минута. Испытания проводятся только специализированной организацией с использованием испытательной установки (АИИ-70 и аналоги). Перед испытанием обязательно измеряется сопротивление изоляции, которое после испытания не должно снизиться более чем на 30%.
Заключение
Электродвигатель АИС 255 М2 является типовым и надежным решением для высокооборотных приводов в различных отраслях промышленности. Его правильный выбор, основанный на анализе механической характеристики и условий эксплуатации, грамотный монтаж с обеспечением соосности, а также регулярное техническое обслуживание с контролем вибрации и состояния подшипниковых узлов – ключевые факторы для многолетней безотказной работы. Применение современных средств пуска и регулирования (УПП, ЧП) позволяет оптимизировать энергопотребление и снизить механические нагрузки на приводимые механизмы.