Электродвигатели АИС 355
Электродвигатели АИС 355: конструкция, параметры и область применения
Электродвигатели серии АИС 355 представляют собой асинхронные машины с короткозамкнутым ротором, относящиеся к высоте оси вращения 355 мм. Данные двигатели являются ключевым элементом в системах промышленного привода средней и высокой мощности, обеспечивая работу насосов, вентиляторов, компрессоров, конвейеров, дробилок и другого технологического оборудования. Серия АИС разработана в соответствии с международными стандартами IEC 60034 и ГОСТ Р 51689-2000 (и его более поздними редакциями), что обеспечивает их полную взаимозаменяемость с двигателями серий IM 3001 и IM 3003 по монтажным размерам.
Конструктивные особенности и исполнения
Двигатели АИС 355 характеризуются высокой степенью унификации и надежностью конструкции. Основные узлы включают в себя:
- Статор: Сердечник статора набирается из изолированных листов электротехнической стали, запрессовывается в литую чугунную станину (корпус). Обмотка выполняется из медного провода с теплостойкой изоляцией класса F, что обеспечивает запас по термостойкости при работе с изоляцией класса B по нагреву.
- Ротор: Короткозамкнутый ротор типа «беличья клетка». Сердечник ротора также шихтованный, алюминиевая обмотка (беличья клетка) заливается под давлением. Конструкция ротора динамически отбалансирована, что минимизирует вибрации.
- Подшипниковые щиты и узлы: Двигатели оснащаются роликовыми и шариковыми подшипниками качения, рассчитанными на длительный срок службы. Со стороны привода, как правило, устанавливается роликовый подшипник, воспринимающий радиальные нагрузки, со стороны противоположной приводу – шариковый сдвоенный, фиксирующий ротор в осевом направлении.
- Охлаждение: Исполнение с самовентиляцией (IC 411). На валу ротора закреплен вентилятор, закрытый защитным кожухом, который обеспечивает поток воздуха вдоль оребренной поверхности корпуса.
- Клеммная коробка: Располагается в верхней части корпуса. Стандартное исполнение – одна коробка, возможно исполнение с двумя коробками (для раздельного подключения групп обмоток). Клеммная коробка имеет уплотнения, обеспечивающие степень защиты IP54. Поворот коробки возможен на 90°, 180°, 270° для удобства подвода кабелей.
- АИС 355 М: Степень защиты IP23. Защита от попадания капель воды, падающих вертикально, и твердых тел диаметром более 12 мм. Открытое исполнение с естественным охлаждением, требует установки в чистых, закрытых помещениях.
- АИС 355 МУ: Степень защиты IP54/55. Полная защита от пыли и струй воды. Закрытое обдуваемое исполнение (корпус с ребрами, внешний вентилятор). Наиболее распространенное исполнение для работы в условиях запыленности и повышенной влажности.
- IM 1081: Двигатель на лапах с одним цилиндрическим концом вала.
- IM 2081: Двигатель на лапах с двумя цилиндрическими концами вала.
- IM 3081: Двигатель без лап с одним цилиндрическим концом вала (фланцевое крепление).
- IM 3181: Комбинированное крепление (лапы + фланец).
- Прямой пуск (DOL): Наиболее простой способ, при котором двигатель подключается напрямую к сети полным напряжением. Применим при достаточной мощности питающей сети, так как вызывает значительный бросок тока.
- Пуск переключением «звезда-треугольник» (Star-Delta): Эффективный способ снижения пускового тока примерно в 3 раза. Применим только для двигателей, обмотки которых рассчитаны на работу в треугольнике при номинальном напряжении сети.
- Пуск с помощью устройств плавного пуска (УПП): Позволяет плавно наращивать напряжение на обмотках статора, обеспечивая снижение пускового тока и мягкий разгон механизма, что уменьшает динамические нагрузки.
- Частотное регулирование (ЧРП): Использование частотного преобразователя является наиболее технологичным способом, позволяющим не только плавно пускать и останавливать двигатель, но и регулировать его скорость в широком диапазоне, обеспечивая значительную экономию энергии на насосно-вентиляторной нагрузке.
- Энергетика: Привод циркуляционных, питательных и сетевых насосов, дутьевых вентиляторов и дымососов на ТЭЦ и котельных.
- Горнодобывающая промышленность: Привод дробилок, мельниц, ленточных конвейеров, вентиляторов главного проветривания.
- Металлургия: Привод рольгангов, моталок, насосов систем охлаждения, вентиляторов.
- Водоснабжение и водоотведение: Привод насосов на очистных сооружениях и насосных станциях.
- Мощность и характер нагрузки (постоянный/переменный момент, наличие инерции).
- Требуемую частоту вращения.
- Условия окружающей среды (температура, запыленность, влажность, взрывоопасность – для таких условий требуются двигатели во взрывозащищенном исполнении, например, В3, 1Ex d IIB T4).
- Режим работы (S1 – продолжительный, S2 – кратковременный, S3 – повторно-кратковременный).
- Требования к энергоэффективности (класс IE).
- Способ монтажа и соединения с рабочей машиной.
- Вибрации: Уровень вибрации на подшипниковых щитах не должен превышать значений, указанных в ГОСТ (например, для скорости 1500 об/мин – 2.8 мм/с).
- Температуры: Контроль температуры подшипников и корпуса статора. Перегрев может указывать на износ подшипников, нарушение центровки или проблемы с питанием.
- Тока статора: Фактический потребляемый ток не должен превышать номинальный, указанный на шильдике.
- Состояния изоляции: Периодическое измерение сопротивления изоляции обмоток мегомметром (не менее 1 МОм для напряжений до 660 В).
- АИС: Асинхронный двигатель Интерэлектро Стандарт.
- 355: Высота оси вращения (габарит) в мм.
- M: Условная длина сердечника статора (M – средняя).
- А: Установочный размер по длине станины (варьируется A, B, C).
- 6: Число полюсов (6 полюсов = синхронная частота 1000 об/мин).
- У3: Климатическое исполнение (У – умеренный климат) и категория размещения (3 – для работы в закрытых помещениях без регулирования тепла и влажности).
Ключевые исполнения по степени защиты и охлаждению:
Основные технические параметры и характеристики
Номинальная мощность двигателей АИС 355 лежит в диапазоне от 132 кВт до 355 кВт при синхронной частоте вращения 3000 об/мин (2 полюса). С уменьшением частоты вращения номинальная мощность, как правило, снижается. Рабочее напряжение: 220/380 В, 380/660 В, 660 В для сетей 50 Гц. Также выпускаются двигатели на напряжение 525 В для сетей 60 Гц.
Важнейшим параметром является КПД. Для двигателей АИС 355 стандартного исполнения (IE1) он находится на уровне 93-95%. В соответствии с современными требованиями энергоэффективности, широко выпускаются двигатели классов IE2 (высокий КПД) и IE3 (премиум КПД), что достигается за счет использования большего количества активных материалов (медь, сталь) и оптимизации магнитной системы.
Коэффициент мощности (cos φ) для данной серии составляет от 0.86 до 0.92, снижаясь с уменьшением частоты вращения и мощности.
Таблица 1. Примерный ряд мощностей и параметров для двигателей АИС 355 (исполнение IP55, 380 В, 50 Гц, класс изоляции F)
| Типоразмер | Мощность, кВт | Синхронная частота, об/мин | Номинальный КПД, % (IE2) | Коэффициент мощности, cos φ | Пусковой ток / Ном. ток (Iп/Iн) | Масса, кг (прибл.) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| АИС 355 MA | 132 | 3000 | 94.5 | 0.90 | 7.0 | 1200 |
| АИС 355 MB | 160 | 3000 | 95.0 | 0.91 | 7.0 | 1350 |
| АИС 355 MC | 200 | 3000 | 95.4 | 0.92 | 6.8 | 1550 |
| АИС 355 SFA | 90 | 1500 | 94.2 | 0.86 | 6.5 | 1250 |
| АИС 355 SFB | 110 | 1500 | 94.5 | 0.87 | 6.5 | 1400 |
| АИС 355 SFC | 132 | 1500 | 95.0 | 0.88 | 6.3 | 1600 |
Монтажные и присоединительные размеры
Габариты двигателей АИС 355 стандартизированы по ГОСТ и IEC. Основные монтажные исполнения по ГОСТ 2479:
Размеры лап, диаметр вала, высота оси вращения (355 мм), диаметр фланца и его расположение строго регламентированы, что позволяет производить замену двигателя одного производителя на двигатель другого без переделки фундамента или сопрягаемых элементов.
Пусковые характеристики и способы управления
Двигатели АИС 355 обладают высокими пусковыми моментами (кратность пускового момента обычно в диапазоне 1.2 – 2.0 от номинального) и умеренными пусковыми токами (кратность 6-7 от номинального тока). Это позволяет использовать различные методы пуска:
Области применения и выбор двигателя
Двигатели АИС 355 находят применение практически во всех отраслях промышленности:
Нефтегазовая и химическая промышленность: Привод насосов (в том числе штанговых), компрессоров, вентиляторов, смесителей, конвейеров.
При выборе двигателя необходимо учитывать:
Эксплуатация и техническое обслуживание
Правильная эксплуатация включает в себя регулярный контроль:
Техническое обслуживание предусматривает чистку двигателя от пыли, замену смазки в подшипниках (тип и периодичность замены указаны в паспорте), проверку и подтяжку электрических соединений в клеммной коробке.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается АИС 355 от устаревшей серии АИР 355?
Серия АИС является модернизированным аналогом серии АИР, разработанным в соответствии с международными стандартами IEC. Основные отличия: повышенная энергоэффективность (наличие классов IE2, IE3), улучшенные массогабаритные показатели, более жесткие допуски по вибрации и шуму, унификация монтажных размеров с зарубежными аналогами. Двигатели АИС и АИР 355, как правило, взаимозаменяемы по посадочным местам.
Как расшифровать маркировку, например, АИС 355 MА 6 У3?
Можно ли использовать двигатель АИС 355 с частотным преобразователем?
Да, двигатели серии АИС 355 пригодны для работы с частотными преобразователями. Однако для длительной работы на низких скоростях (менее 20-25% от номинальной) может потребоваться независимое охлаждение (двигатель с принудительной вентиляцией, IC 416). Также при длинных кабелях между ЧРП и двигателем рекомендуется использование выходных дросселей или синус-фильтров для защиты изоляции обмоток от перенапряжений, вызванных эффектом длинной линии.
Какой класс энергоэффективности (IE) выбрать?
Выбор зависит от экономического обоснования. Двигатели класса IE3 (премиум) имеют на 1-3% более высокий КПД по сравнению с IE2 (высокий), но их стоимость выше. Для оборудования с большим количеством часов наработки в год (насосы, вентиляторы, компрессоры) разница в стоимости окупается за счет экономии электроэнергии за 1-3 года. Во многих странах, включая РФ в рамках техрегламента ТР ЕАЭС 048/2019, введены обязательные минимальные классы IE для вновь вводимых двигателей.
Что делать, если измеренный ток двигателя превышает номинальный?
Превышение тока указывает на перегрузку. Возможные причины: механическая перегрузка рабочей машины, заклинивание подшипников, снижение напряжения в сети (при снижении напряжения ток растет для поддержания мощности), неверное соединение обмоток (например, звезда вместо треугольника), обрыв фазы или межвитковое замыкание в обмотке статора. Необходимо немедленно остановить двигатель, выявить и устранить причину перегрузки.
Как часто нужно проводить замену смазки в подшипниках?
Периодичность замены смазки зависит от типа подшипников, скорости вращения, условий эксплуатации и типа пластичной смазки. Типовой интервал для двигателей АИС 355 при работе в нормальных условиях составляет 4000-10000 часов. Точные рекомендации, а также марку смазки (например, Лита-24, Mobilith SHC 100) следует уточнять в руководстве по эксплуатации конкретного двигателя. Важно не перегружать подшипниковые узлы смазкой, так как это приводит к их перегреву.