Электродвигатели АИС 675 об/мин

Электродвигатели АИС с синхронной частотой вращения 675 об/мин: конструкция, применение и технические аспекты

Электродвигатели серии АИС (Асинхронные, Интерэлектропром, Стандарт) с синхронной частотой вращения 675 об/мин представляют собой низкооборотные машины, предназначенные для привода механизмов, требующих высокого крутящего момента при относительно низкой скорости. Данная частота вращения достигается в двигателях с числом пар полюсов 8 (при частоте сети 50 Гц: n = 60f/p = 6050/4 = 750 об/мин, скольжение составляет около 10%, что дает номинальную скорость на валу примерно 675 об/мин). Эти двигатели являются ключевым элементом в системах, где необходима прямая передача на тихоходные агрегаты без использования редукторов или с применением редукторов с меньшим передаточным числом, что повышает общую надежность и КПД привода.

Конструктивные особенности и маркировка

Двигатели АИС 675 об/мин относятся к асинхронным двигателям с короткозамкнутым ротором (тип АИР). Их конструкция отличается от более высокооборотных моделей (например, 3000 или 1500 об/мин) увеличенными габаритами активной части — статора и ротора. Большее число полюсов требует большего количества катушек и пазов, что приводит к увеличению диаметра и длины сердечника. Корпус двигателей, как правило, изготавливается из чугуна, что обеспечивает необходимую жесткость и виброакустические характеристики. Система охлаждения — закрытая, обдуваемая (IC 411) с внешним вентилятором на валу, закрытым защитным кожухом. По способу монтажа наиболее распространены исполнения IM 1081 (лапы с одним цилиндрическим концом вала) и IM 2081 (лапы с фланцем на станине).

Маркировка двигателя АИС, например, АИС 280 M8, расшифровывается следующим образом:

• АИС — серия асинхронного двигателя.
• 280 — высота оси вращения вала в мм (габарит).
• M — установочный размер по длине станины (S, M, L).
• 8 — число полюсов (для 675 об/мин — 8).

Основные технические характеристики и параметры

Технические параметры двигателей АИС 675 об/мин определяются их габаритом и конструктивным исполнением. Ниже приведены усредненные данные для основных габаритов при питании 380 В, 50 Гц, режиме работы S1 (продолжительный номинальный режим).

Таблица 1. Примерные технические характеристики двигателей АИС 675 об/мин (50 Гц)

Типоразмер (АИС)	Номинальная мощность, кВт	Номинальный ток, А (при 380В)	КПД, η, %	Коэффициент мощности, cos φ	Пусковой ток / Ном. ток (Iп/Iн)	Масса, кг (прибл.)
200 L8	7.5	18.5	86.5	0.73	6.0	150
225 M8	11	26.5	87.5	0.74	6.5	200
250 M8	15	35.0	88.5	0.75	6.5	260
280 S8	18.5	42.0	89.0	0.76	6.5	320
280 M8	22	49.0	89.5	0.77	6.5	350
315 S8	30	65.0	90.5	0.78	6.8	480
315 M8	37	78.0	91.0	0.79	6.8	520

Важно отметить, что низкооборотные двигатели имеют более низкий коэффициент мощности (cos φ) по сравнению с высокооборотными моделями той же мощности. Это связано с увеличенным намагничивающим током, необходимым для создания большего числа магнитных полюсов. Данный фактор необходимо учитывать при проектировании компенсирующих установок.

Сферы применения и типовые приводы

Двигатели с частотой вращения 675 об/мин применяются там, где требуется высокий момент при низких оборотах. Их использование часто экономически и технически целесообразнее, чем применение двигателя 1500 об/мин с редуктором, особенно для мощных приводов.

• Насосное оборудование: Привод мощных поршневых, плунжерных и центробежных насосов в нефтегазовой, химической промышленности и водоподготовке.
• Вентиляторное оборудование: Привод крупных дутьевых вентиляторов, дымососов и градирен, где регулирование скорости часто осуществляется через частотный преобразователь.
• Дробильное и мельничное оборудование: Шаровые, стержневые мельницы, дробилки щековые и конусные.
• Конвейеры и транспортеры: Привод длинных ленточных конвейеров, винтовых транспортеров, элеваторов.
• Смесители и мешалки: Привод вертикальных и горизонтальных смесителей для тяжелых сред.
• Компрессорное оборудование: Поршневые и винтовые компрессоры.

Особенности пуска и управления

Пуск низкооборотных двигателей АИС 675 об/мин имеет свои особенности. Из-за большого момента инерции ротора и нагруженного механизма время пуска может быть значительным. Несмотря на то, что кратность пускового момента (Мп/Мн) у таких двигателей обычно стандартна (1.1-1.3), сам процесс требует внимания к выбору пусковой аппаратуры.

• Прямой пуск (DOL): Применяется при достаточной мощности сети. Длительный пусковой ток может привести к значительному падению напряжения.
• Пуск «звезда-треугольник»: Эффективный способ снижения пускового тока в 3 раза. Применим только для двигателей, обмотки которых рассчитаны на работу в схеме «треугольник» при номинальном напряжении сети.
• Частотный преобразователь (ЧП): Наиболее технологичный способ. Позволяет осуществлять плавный пуск с ограничением тока и момента, а также точно регулировать скорость в широком диапазоне, что критично для многих применений (вентиляторы, насосы). Для двигателей 675 об/мин важно выбирать ЧП, рассчитанный на номинальный ток двигателя и способный работать на низких выходных частотах с сохранением момента.
• Устройства плавного пуска (УПП): Обеспечивают плавный разгон и снижение пусковых токов.

Требования к монтажу, эксплуатации и обслуживанию

Монтаж двигателей данной серии должен производиться на жесткое, выверенное по уровню основание. Из-за больших масс и моментов вибрации критически важна точная центровка вала двигателя и рабочего механизма. Неправильная центровка приводит к преждевременному износу подшипников и разрушению уплотнений.

Система подшипников: для валов большого диаметра используются роликовые подшипники (со стороны привода) и шариковые (со стороны противоприводной). Требуется регулярный контроль состояния смазки и ее замена в соответствии с регламентом завода-изготовителя. Использование консистентной смазки несовместимых типов недопустимо.

Обслуживание включает в себя:

• Периодический контроль вибрации на подшипниковых узлах.
• Измерение сопротивления изоляции обмоток мегаомметром (не менее 1 МОм при 25°C).
• Очистку наружных поверхностей и ребер станины от загрязнений для обеспечения эффективного охлаждения.
• Контроль рабочих токов в каждой фазе для выявления перекоса или перегрузки.

Сравнение с двигателями других частот вращения и выбор

Выбор между двигателем 675 об/мин и более высокооборотным с редуктором требует технико-экономического обоснования.

Критерий	Двигатель 675 об/мин (прямой привод)	Двигатель 1500 об/мин + редуктор
Общий КПД	Выше (отсутствуют потери в редукторе, КПД ~0.9-0.94)	Ниже (КПД редуктора 0.94-0.97 умножается на КПД двигателя)
Надежность	Выше (отсутствует дополнительная механическая передача)	Ниже (дополнительный узел — редуктор, требующий обслуживания)
Занимаемая площадь	Меньше по длине, но больше по диаметру	Больше по длине (двигатель + редуктор)
Стоимость	Выше стоимость самого двигателя	Суммарная стоимость двигателя и редуктора может быть ниже
Техническое обслуживание	Проще (один агрегат)	Сложнее (два агрегата, замена масла в редукторе)
Возможность регулирования	Одинакова при использовании ЧП	Одинакова при использовании ЧП

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. Чем отличается двигатель АИС 675 об/мин от двигателя АИР 750 об/мин?

Фактически, это одно и то же. Синхронная частота вращения для 8-полюсного двигателя при 50 Гц — 750 об/мин. Номинальная частота вращения на валу с учетом скольжения составляет примерно 675-730 об/мин в зависимости от мощности и производителя. В каталогах и названиях серий могут использоваться оба значения, но технически корректнее указывать синхронную скорость (750 об/мин). В обиходе закрепилось обозначение по реальной номинальной скорости.

2. Можно ли использовать частотный преобразователь для двигателя АИС 675 об/мин?

Да, можно и часто это необходимо для плавного пуска и регулирования скорости. Важно выбрать ЧП с запасом по току (не менее 15%) и убедиться, что он поддерживает работу на низких частотах (5-10 Гц) с необходимым моментом, если это требуется по технологии. Для двигателей большой мощности может потребоваться ЧП с синус-фильтром для снижения гармонических искажений и защиты изоляции обмоток.

3. Почему у двигателя 675 об/мин низкий cos φ и как это исправить?

Низкий коэффициент мощности (0.73-0.8) обусловлен конструктивно большим магнитным потоком рассеяния и намагничивающим током. Для коррекции cos φ необходимо использовать батареи статических конденсаторов (конденсаторные установки), подключаемые параллельно двигателю. Компенсация проводится до требуемого значения (обычно 0.95). Расчет необходимой мощности конденсаторов производится на основе измеренных или паспортных данных двигателя.

4. Какие подшипники используются в таких двигателях и как часто их смазывать?

Со стороны привода (DE) обычно устанавливается роликовый радиально-упорный подшипник (например, NU, NJ серии), со стороны противоприводной (NDE) — шариковый радиальный (например, 6300 серии). Интервалы смазки и тип смазки строго регламентированы производителем и зависят от режима работы, размера подшипника и скорости. В среднем, для двигателей средней мощности интервал замены смазки может составлять 4000-8000 рабочих часов. Пересмазка так же вредна, как и недостаток смазки.

5. Что делать, если фактический ток двигателя превышает номинальный, но нагрузка на валу в норме?

Превышение тока при нормальной механической нагрузке может указывать на несколько проблем:

• Заниженное напряжение сети: При снижении напряжения для поддержания мощности двигатель вынужден потреблять больший ток.
• Перекос фаз: Значительная разница токов в фазах (более 10%) ведет к перегреву.
• Повреждение обмоток: Межвитковое замыкание в одной из фаз.
• Проблемы с центровкой: Неправильная центровка создает дополнительную радиальную нагрузку, увеличивающую ток.

Необходимо провести поочередную проверку напряжения, симметрии фаз, сопротивления изоляции и выверку соосности.

6. Как правильно выбрать двигатель 675 об/мин для замены вышедшего из строя?

Необходимо собрать следующие данные со старого двигателя или из условий эксплуатации:

• Номинальная мощность (кВт) и частота вращения (об/мин).
• Напряжение и частота питающей сети (380В/50Гц, 660В/50Гц и т.д.).
• Способ монтажа (IM1081, IM2081).
• Климатическое исполнение и степень защиты (например, IP55).
• Класс изоляции (обычно F или H).
• Габаритные и присоединительные размеры (расстояние между лапами, диаметр и длина вала, высота оси вращения).

Предпочтительнее выбирать двигатель того же габарита или на один шаг больше по мощности, если предыдущий работал с перегрузкой. Обязательно учитывать режим работы (S1, S2, S3 и т.д.).

Заключение

Электродвигатели АИС с частотой вращения 675 об/мин являются специализированным, но широко востребованным оборудованием для тихоходных приводов высокой мощности. Их правильный выбор, основанный на анализе технических характеристик, условий эксплуатации и методов пуска, определяет надежность и энергоэффективность всей технологической линии. Понимание конструктивных особенностей, таких как низкий коэффициент мощности и повышенные требования к центровке, позволяет избежать типичных ошибок при монтаже и эксплуатации, обеспечивая длительный и безотказный ресурс работы.