Электродвигатели АМ

Электродвигатели серии АМ: конструкция, параметры и область применения

Электродвигатели серии АМ представляют собой асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором трехфазного переменного тока. Данная серия, разработанная в СССР и длительное время являвшаяся базовой в промышленности, характеризуется высокой степенью унификации, надежностью и ремонтопригодностью. Двигатели АМ предназначены для привода механизмов, не требующих регулирования частоты вращения: насосов, вентиляторов, компрессоров, станков, конвейеров и других машин.

Конструктивные особенности двигателей АМ

Конструкция двигателей АМ является классической для асинхронных машин. Основными узлами являются статор, ротор, подшипниковые щиты, вентилятор и корпус.

• Статор состоит из корпуса (чугунного или алюминиевого), сердечника из листов электротехнической стали и трехфазной обмотки, уложенной в пазы. Обмотка статора выполняется из медного провода с изоляцией класса В или F. Выводы обмоток собраны в клеммной коробке, что позволяет осуществлять подключение по схемам «звезда» (Y) или «треугольник» (Δ) в зависимости от напряжения сети.
• Ротор — короткозамкнутый, типа «беличья клетка». Сердечник ротора также набран из листовой стали и напрессован на вал. Обмотка ротора выполнена в виде алюминиевых или медных стержней, залитых в пазы и замкнутых накоротко торцевыми кольцами.
• Система охлаждения — самовентилируемая (обозначение IC0141 по ГОСТ). Вентилятор, расположенный на валу двигателя под защитным кожухом, нагнетает воздух через ребристую поверхность корпуса.
• Подшипниковые узлы используют шариковые или роликовые подшипники качения, смазываемые консистентной смазкой. Конструкция лабиринтных уплотнений предотвращает вытекание смазки и попадание загрязнений.

Основные технические характеристики и параметры

Двигатели АМ классифицируются по ряду ключевых параметров, определяющих их выбор для конкретного применения.

Габаритно-присоединительные размеры

Серия АМ построена по принципу единого ряда установочных размеров и мощностей. Габарит (высота оси вращения) обозначается цифрой, кратной 10 мм (например, АМ80 — высота оси вращения 80 мм). Мощность в рамках одного габарита может варьироваться за счет изменения длины активных частей (сердечников статора и ротора).

Электрические параметры

Основные номинальные параметры указаны на заводской табличке (шильдике) двигателя.

• Мощность (P_н): Номинальная полезная механическая мощность на валу, кВт. Ряд мощностей стандартизирован.
• Напряжение (U_н): Как правило, 220/380 В, 380/660 В для двигателей до 315 габарита. Это означает возможность подключения к сетям 380 В по схеме «звезда» или к сетям 220 В (редко) по схеме «треугольник». Для мощных двигателей часто 3000 В или 6000 В.
• Частота вращения (n_н): Зависит от числа пар полюсов (p). Синхронная частота при 50 Гц: 3000 об/мин (p=1), 1500 об/мин (p=2), 1000 об/мин (p=3), 750 об/мин (p=4). Номинальная частота на 2-5% меньше синхронной из-за скольжения.
• КПД (η): Определяет эффективность преобразования электрической энергии в механическую. Увеличивается с ростом мощности двигателя.
• Коэффициент мощности (cos φ): Также растет с увеличением мощности. Важен для расчета и компенсации реактивной мощности в сети.
• Пусковой ток (I_п/I_н): Кратность пускового тока к номинальному. Для АМ обычно составляет 5-7 раз, что необходимо учитывать при выборе аппаратов защиты и пуска.
• Пусковой момент (M_п/M_н) и максимальный момент (M_max/M_н): Важны для оценки способности двигателя запускаться под нагрузкой и преодолевать кратковременные перегрузки.

Таблица 1. Примерный ряд мощностей и параметров двигателей АМ общего назначения (380 В, 50 Гц, 1500 об/мин)

Габарит	Мощность, кВт	КПД, %	cos φ	Пусковой ток (Iп/Iн)	Пусковой момент (Mп/Mн)	Макс. момент (Mmax/Mн)
АМ80	0.75 — 1.5	76-79	0.83-0.84	5.5-6.0	2.0-2.2	2.2-2.4
АМ100	2.2 — 4.0	81-84	0.86-0.87	6.0-7.0	2.0-2.2	2.3-2.5
АМ132	5.5 — 11	86-88	0.87-0.88	6.5-7.5	1.8-2.0	2.3-2.5
АМ160	15 — 22	89-90.5	0.88-0.89	6.5-7.5	1.4-1.6	2.2-2.4
АМ200	30 — 45	91-92.5	0.89-0.90	6.0-7.0	1.2-1.4	2.2-2.4
АМ250	55 — 90	92-93.5	0.89-0.91	6.0-6.5	1.0-1.2	2.0-2.2

Модификации и климатическое исполнение

Базовая серия АМ имела множество модификаций, адаптированных для различных условий работы.

• АМО – основное, закрытое обдуваемое исполнение (самое распространенное).
• АМУ – усиленной теплостойкости изоляции.
• АМК – с фазным ротором (крановые).
• АМР, АМВ – взрывозащищенное исполнение для работы во взрывоопасных средах.
• АМС, АМГ – сельскохозяйственного и горного исполнения.
• АМ6, АМУ6 – для сетей на 6000 В.

Климатическое исполнение (У, ХЛ, Т) и категория размещения (1, 2, 3, 4, 5) указывались в полном обозначении, например, АМ200М4У3 (двигатель асинхронный, габарит 200, модернизированный, 4 полюса, для умеренного климата, на открытом воздухе).

Сравнение с современными сериями (АИР, АИРМ)

Серия АМ была заменена более современным рядом АИР (Асинхронные Исполнения Р). Основные отличия:

• Повышенные энергетические показатели: КПД и cos φ у двигателей АИР на 1-3% выше благодаря оптимизации магнитной системы и обмоток.
• Соответствие международным стандартам (IEC): Габаритные и присоединительные размеры АИР унифицированы с зарубежными аналогами, что упрощает замену.
• Расширенный ряд мощностей и скоростей.
• Использование современных изоляционных материалов класса F, что повышает надежность и ресурс.
• Сниженный уровень шума и вибрации.

Двигатели АМ, все еще находящиеся в эксплуатации, являются морально устаревшими, но их ремонт и поддержание в рабочем состоянии часто экономически оправдано из-за высокой надежности конструкции.

Особенности монтажа, эксплуатации и ремонта

Монтаж двигателей АМ осуществляется на жесткой, выверенной по горизонтали фундаментной плите или раме. Обязательна центровка вала двигателя с валом рабочей машины. Эксплуатация требует регулярного контроля:

• Тока нагрузки (не должен превышать номинальный).
• Температуры корпуса и подшипниковых узлов (нагрев не должен превышать 80-90°C для класса изоляции B/F).
• Уровня вибрации.
• Состояния смазки в подшипниках (замена по регламенту).

Ремонт двигателей АМ, как правило, сводится к замене подшипников и перемотке статора. Широкий парк ремонтных предприятий и доступность документации делают этот процесс отработанным.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается двигатель АМ от АИР?

АИР – это более современная серия, пришедшая на смену АМ. АИР имеет улучшенные энергетические показатели (КПД, cos φ), пониженный шум, вибрацию и унифицирована по установочным размерам с международным рядом (стандарт IEC). Двигатели АМ соответствуют устаревшим советским ГОСТам.

Как расшифровать обозначение двигателя АМ?

Пример: АМ180S4У3. АМ – асинхронный двигатель. 180 – высота оси вращения в мм. S – установочный размер по длине (S – короткий, M – средний, L – длинный). 4 – число полюсов (определяет частоту вращения). У3 – климатическое исполнение (У) для умеренного климата и категория размещения (3) – в закрытых помещениях без регулирования тепла.

Как правильно подключить двигатель АМ 380/660 В к сети 380 В?

При напряжении сети 380 В обмотки статора двигателя должны быть соединены в «звезду» (Y). Выводы, обозначенные как «начало» и «конец» каждой обмотки, соединяются в общую точку, а на начала обмоток подаются три фазы. Подключение в «треугольник» (Δ) при 380 В приведет к перегреву и выходу двигателя из строя.

Каковы основные причины выхода из строя двигателей АМ?

• Перегруз по току (механическая перегрузка, заклинивание).
• Межвитковое замыкание в обмотке статора из-за старения изоляции, перегрева, влаги.
• Износ или разрушение подшипников качения.
• Несимметрия напряжений в питающей сети.
• Частые пуски и остановы.

Можно ли использовать частотный преобразователь для регулирования скорости двигателя АМ?

Да, но с существенными оговорками. Двигатели АМ не были оптимизированы для работы с ШИМ-сигналом частотного преобразователя. При длительной работе на низких скоростях возможен перегрев из-за ухудшения собственного охлаждения. Рекомендуется использовать двигатель совместно с внешним вентилятором принудительного охлаждения, а также устанавливать дроссели или синус-фильтры на выходе ПЧ для защиты изоляции обмоток от перенапряжений.

Как определить необходимую мощность двигателя для замены вышедшего из строя?

Основной параметр – номинальная мощность на шильдике. При замене на двигатель современного ряда (АИР) следует выбирать аналогичную или ближайшую большую мощность из стандартного ряда. Обязательно необходимо учитывать и другие параметры: частоту вращения (число полюсов), монтажные размеры (габарит и длина), способ монтажа (лапы или фланец), климатическое исполнение.

Заключение

Электродвигатели серии АМ, несмотря на моральное устаревание, остаются значимым парком оборудования во многих отраслях промышленности и энергетики. Их надежная и простая конструкция, ремонтопригодность и наличие развитой инфраструктуры для обслуживания обуславливают длительные сроки эксплуатации. При выборе нового оборудования целесообразно рассматривать современные серии АИР, обладающие лучшими энергетическими и эксплуатационными характеристиками. Однако для поддержания работы существующих систем знание устройства, параметров и особенностей двигателей АМ является необходимым для инженерно-технического персонала, ответственного за эксплуатацию электропривода.