Электродвигатели АИС 56 А2: полный технический анализ и сфера применения
Электродвигатель АИС 56 А2 представляет собой асинхронный двигатель трехфазного тока с короткозамкнутым ротором, соответствующий современному международному стандарту IEC 60034. Модель относится к габариту 56 по высоте оси вращения (56 мм) и является одним из наименьших в линейке общепромышленных электродвигателей. Исполнение А2 обозначает, что двигатель предназначен для монтажа на лапах (способ монтажи IM 1001 по IEC). Данные двигатели нашли широчайшее применение в маломощных приводах благодаря своей надежности, стандартизированным установочным размерам и высокой степени унификации.
Конструктивные особенности и стандартизация
Конструкция двигателя АИС 56 А2 является классической для асинхронных машин. Статор состоит из шихтованного магнитопровода, набранного из изолированных листов электротехнической стали, в пазы которого уложена трехфазная обмотка из медного провода. Ротор — короткозамкнутый, типа «беличья клетка», выполненный методом литья под давлением из алюминиевого сплава. Корпус двигателя — литой, из алюминиевого сплава, что обеспечивает малый вес и хороший теплоотвод. Подшипниковые щиты, как правило, также алюминиевые, в них установлены шарикоподшипники качения. Стандарт АИС (Асинхронные Исполнения Стандартизированные) подразумевает унификацию основных установочных и присоединительных размеров, что позволяет взаимозаменять изделия разных производителей. Клеммная коробка расположена традиционно в верхней части корпуса, может быть повернута на 90° или 180° для удобства подвода кабеля.
Основные технические характеристики и параметры
Двигатели габарита 56 характеризуются относительно небольшой мощностью. Ключевые параметры для исполнения А2 (на лапах) при основном исполнении (220/380 В, 50 Гц) приведены в таблице.
Таблица 1. Основные технические параметры электродвигателей АИС 56 А2 (50 Гц)
| Мощность, кВт | Синхронная частота вращения, об/мин | Частота вращения при номинальной нагрузке (прибл.), об/мин | Номинальный ток (380В), А | КПД, η, % | Коэффициент мощности, cos φ | Пусковой ток (Iпуск/Iном) | Масса (прибл.), кг |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0,09 | 3000 | 2730 | 0,35 | 63 | 0,78 | 4,0 | 2,8 |
| 0,12 | 3000 | 2760 | 0,42 | 65 | 0,80 | 4,0 | 3,0 |
| 0,18 | 3000 | 2780 | 0,55 | 68 | 0,82 | 4,5 | 3,5 |
| 0,25 | 3000 | 2800 | 0,75 | 71 | 0,83 | 5,0 | 4,2 |
| 0,09 | 1500 | 1350 | 0,45 | 58 | 0,61 | 3,5 | 3,2 |
| 0,12 | 1500 | 1360 | 0,55 | 60 | 0,62 | 3,5 | 3,5 |
| 0,18 | 1500 | 1380 | 0,75 | 64 | 0,64 | 4,0 | 4,0 |
| 0,25 | 1500 | 1390 | 0,95 | 66 | 0,65 | 4,0 | 4,5 |
Важно отметить, что КПД двигателей столь малой мощности объективно невысок, что является общей физической закономерностью. Для частоты 3000 об/мин также существуют модификации мощностью 0,06 кВт, а для 1000 об/мин — 0,09 и 0,12 кВт. Класс нагревостойкости изоляции обмотки статора, как правило, F (155 °C), что при классе нагрева B (130 °C) обеспечивает повышенный запас по термостойкости и ресурсу. Степень защиты IP54 является распространенной (защита от попадания пыли и брызг воды со всех направлений), также часто встречается IP55. Класс изоляции по устойчивости к импульсным перенапряжениям — не ниже III (по IEC 60034-17).
Установочные и присоединительные размеры
Стандартизация габаритов — ключевое преимущество серии АИС. Для габарита 56 А2 основные размеры регламентированы.
Таблица 2. Основные установочные размеры АИС 56 А2 (по ГОСТ/IEC)
| Обозначение размера | Значение, мм | Описание |
|---|---|---|
| H (Высота оси вращения) | 56 | Базовый размер, определяющий габарит |
| L (Длина от торца вала до конца лапы) | 195 | Может незначительно варьироваться |
| A (Межосевое расстояние отверстий в лапах по длине) | 112 | |
| B (Межосевое расстояние отверстий в лапах по ширине) | 90 | |
| D (Диаметр выходного конца вала) | 9 | Или 11 мм в зависимости от мощности и производителя |
| E (Размер от торца вала до первого посадочного уступа) | 20 | |
| F (Длина цилиндрической части вала) | 40 | |
| HD (Диаметр отверстий в лапах) | 8 |
Способы монтажа и варианты исполнения
Исполнение А2 (IM 1001) — монтаж на лапах на общей раме или плите. Однако на базе габарита 56 производятся и другие варианты монтажа, которые могут обозначаться иначе, например:
- IM 1081 (АИС 56 В3): Фланцевое исполнение. Двигатель крепится через фланец на торце корпуса.
- IM 1071 (АИС 56 В14): Комбинированное исполнение: лапы + фланец со стороны, противоположной выходу вала.
- IM 1051 (АИС 56 В5): Исполнение без лап, с фланцем на торце корпуса со стороны выхода вала.
- Вентиляционное оборудование: Малые вытяжные и приточные вентиляторы, вентиляторы охлаждения электрошкафов и приборов.
- Насосное оборудование: Циркуляционные насосы малой производительности, насосы для бытовой техники, мини-насосные станции.
- Приводы заслонок и клапанов: В системах вентиляции и кондиционирования.
- Офисная и банковская техника: Приводы шредеров, небольших копировальных аппаратов.
- Медицинская техника: Приводы аналитических приборов, миксера лабораторные.
- Торговое оборудование: Двигатели для слайсеров, небольших миксеров, вендинговых аппаратов.
- Промышленная автоматика: Приводы конвейеров малой длины, дозаторов, механизмов позиционирования с редуктором.
- Контроль вибрации и шума: Повышение уровня может указывать на износ подшипников или нарушение центровки.
- Контроль нагрева: Превышение температуры корпуса сверх допустимой (обычно 90°C для класса F при классе нагрева B) свидетельствует о перегрузке, проблемах с питанием или ухудшении условий охлаждения.
- Периодическая замена смазки в подшипниках: Хотя многие двигатели поставляются с подшипниками, заполненными консистентной смазкой на весь срок службы (обозначение «З»), в условиях интенсивной работы может потребоваться пополнение смазки через пресс-масленки (если они предусмотрены).
- Очистка наружных поверхностей и ребер охлаждения: Для сохранения эффективного теплоотвода.
- Проверка состояния изоляции обмоток: Мегомметром на 500 В. Сопротивление изоляции должно быть не менее 1 МОм при холодной обмотке, а рекомендуемые значения обычно превышают 10 МОм.
Также существуют модификации по климатическому исполнению (У, УХЛ, Т для умеренного, холодного и тропического климата) и по категории размещения (чаще всего 2 — для работы в закрытых помещениях с естественной вентиляцией).
Области применения и типовые приводы
Малая мощность определяет сферу использования данных электродвигателей. Они применяются там, где не требуется значительный вращающий момент, но важны компактность, надежность и низкая стоимость.
Подключение и схемы управления
Трехфазные двигатели АИС 56 А2 рассчитаны на номинальное напряжение 380 В при соединении обмоток «звездой» (Y). В клеммную коробку обычно выведено 6 концов обмоток (U1, V1, W1; U2, V2, W2), что позволяет, при необходимости, пересоединить их в «треугольник» (Δ) для работы от напряжения 220 В в однофазной сети через конденсатор. Для прямого пуска от трехфазной сети достаточно использовать автоматический выключатель или контактор с тепловым реле, подобранный по номинальному току двигателя. Учитывая малые номинальные токи, часто применяются малогабаритные пускорегулирующие аппараты. Для реверсирования необходимо поменять местами любые две фазы питающей сети.
Техническое обслуживание и ремонт
Двигатели АИС 56 А2 относятся к категории необслуживаемых или малообслуживаемых в течение всего срока службы. Основные процедуры при эксплуатации включают:
Ремонтопригодность двигателя ограничена ввиду его малых размеров и стоимости. Чаще всего экономически целесообразна замена подшипников. Перемотка статора возможна, но требует специализированного оборудования и часто сопоставима по стоимости с новым двигателем.
Сравнение с двигателями других габаритов и серий
АИС 56 занимает нижнюю позицию в линейке общепромышленных асинхронных двигателей. Следующий по размеру габарит — 63 (высота оси 63 мм), который предлагает мощность от 0,12 до 0,37 кВт. По сравнению с ним, АИС 56 более компактен и дешев, но имеет меньший момент и мощность. В сравнении с однофазными двигателями малой мощности (например, конденсаторными), трехфазный АИС 56 А2 выигрывает в надежности пуска, отсутствии пусковых конденсаторов и более высоком КПД при той же мощности, но требует наличия трехфазной сети или частотного преобразователя.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается исполнение АИС 56 А2 от АИС 56 В3?
Буква в обозначении (А или В) указывает на вариант исполнения по способу монтажа. А2 (IM 1001) — двигатель на лапах. В3 (IM 1081) — фланцевое исполнение. Цифра после буквы (2 или 3) — конструктивное исполнение по способу монтажа согласно старому ГОСТ. Таким образом, основное отличие — в способе крепления двигателя к механизму.
Можно ли подключить двигатель АИС 56 А2 в однофазную сеть 220В?
Да, это возможно через пусковой или пусковой-рабочий конденсатор, переключив обмотки статора со «звезды» на «треугольник». При этом номинальная мощность двигателя снизится на 20-30%, пусковые характеристики ухудшатся. Схема требует точного подбора емкости конденсаторов. Для постоянной эксплуатации в однофазной сети предпочтительнее изначально использовать однофазные двигатели.
Какой автомат защиты выбрать для данного двигателя?
Номинальный ток теплового расцепителя автоматического выключателя выбирается исходя из номинального тока двигателя (Iном), указанного на шильдике. Для маломощных двигателей АИС 56 обычно достаточно автомата с характеристикой срабатывания «C» и номинальным током, равным или на одну ступень выше Iном двигателя. Например, для двигателя 0,18 кВт / 3000 об/мин (Iном ≈ 0,55 А) можно установить автомат на 1А или 1,6А. Обязательно необходимо учитывать пусковые токи.
Каков средний срок службы двигателя АИС 56 А2?
Средний расчетный срок службы при работе в номинальном режиме и соблюдении условий эксплуатации составляет 10-15 лет. Наиболее частой причиной выхода из строя является износ подшипников (особенно при радиальных нагрузках на вал) или попадание влаги/аггрессивных сред при недостаточной степени защиты IP.
Что означает класс изоляции F и нагрев класса B?
Класс изоляции F означает, что изоляционные материалы обмотки рассчитаны на длительную работу при температуре 155°C. Класс нагрева B означает, что температура перегрева обмотки (превышение над температурой окружающей среды) не должна превышать 80°K (для двигателей с номинальной мощностью до 5 кВт). Таким образом, использование изоляции класса F при классе нагрева B дает значительный запас по термостойкости, что повышает надежность и ресурс двигателя.
Допустима ли работа двигателя на частоте 60 Гц?
Да, большинство современных двигателей серии АИС рассчитаны на работу в диапазоне частот 50/60 Гц. При подключении к сети 60 Гц синхронная частота вращения увеличится на 20% (с 3000 до 3600 об/мин). При этом необходимо проверить, чтобы напряжение сети соответствовало паспортным данным для частоты 60 Гц (часто это 230/400В). Мощность на валу при этом может незначительно измениться, а ток — снизиться.
Как правильно центрировать двигатель на механизме?
Для двигателей малой мощности с прямой посадкой на вал механизма (например, вентилятора) используется жесткая муфта или соединительная втулка. Центрирование должно быть максимально точным. Несоосность даже в доли миллиметра приводит к повышенной вибрации, шуму и ускоренному износу подшипников. Рекомендуется использовать индикаторные приборы для проверки соосности. Гибкие муфты компенсируют несоосность лишь частично и не отменяют необходимости правильной установки.