Электродвигатели асинхронные АИР 71

Электродвигатели асинхронные АИР 71: полный технический обзор

Электродвигатели серии АИР 71 представляют собой трехфазные асинхронные машины с короткозамкнутым ротором, относящиеся к габариту 71 по ГОСТ. Данный габарит является одним из наиболее востребованных в диапазоне малых мощностей. Двигатели АИР 71 соответствуют стандарту IEC 60034 и российским ГОСТам (ГОСТ Р 51689-2000, ГОСТ 183-74). Их основное назначение – привод механизмов, не требующих регулирования частоты вращения в процессе работы: насосов, вентиляторов, компрессоров, станков, конвейеров и другого промышленного оборудования.

Конструктивные особенности и исполнения

Конструкция двигателей АИР 71 является классической для асинхронных машин. Статор состоит из шихтованного магнитопровода, набранного из листов электротехнической стали, и трехфазной обмотки, уложенной в пазы. Ротор – короткозамкнутый, типа «беличья клетка», выполненный из алюминиевого сплава или реже из меди. Корпус двигателя – чугунный, что обеспечивает высокую механическую прочность, хорошее теплоотведение и снижение вибрации. В зависимости от способа монтажа и защиты от воздействия окружающей среды, двигатели АИР 71 выпускаются в различных исполнениях.

• По способу монтажа (IM):
  • IM 1081 – на лапах, с одним цилиндрическим концом вала.
  • IM 2081 – на лапах, с двумя цилиндрическими концами вала.
  • IM 3081 – фланцевое исполнение (фланец на корпусе).
  • IM 3681 – комбинированное исполнение (лапы + фланец).
• По степени защиты (IP):
  • IP54 – защита от попадания пыли и брызг воды со всех направлений. Наиболее распространенный вариант для помещений с повышенной влажностью или запыленностью.
  • IP55 – защита от струй воды. Применяется для работы на открытом воздухе или в условиях сильного воздействия воды.
• По климатическому исполнению: УХЛ (для умеренного и холодного климата) и Т (для тропического).
• По категории размещения: 2 (для работы в закрытых помещениях), 3 (на открытом воздухе), 4 (в закрытых помещениях с повышенной влажностью).

Основные технические характеристики и параметры

Габарит 71 объединяет двигатели с высотой оси вращения 71 мм. Ключевые параметры варьируются в зависимости от количества полюсов, которое определяет синхронную частоту вращения.

Таблица 1. Сводные технические характеристики двигателей АИР 71

Модель (количество полюсов)	Мощность, кВт	Синхронная частота, об/мин	Номинальная частота, об/мин (приблизительно)	КПД, η, %	Коэффициент мощности, cos φ	Пусковой ток, Iп/Iн	Масса, кг (примерно)
АИР 71А2 (2)	0.75	3000	2760	75.0	0.83	6.0	9.5
АИР 71В2 (2)	1.1	3000	2800	77.0	0.84	6.5	11.0
АИР 71А4 (4)	0.55	1500	1360	70.0	0.74	5.0	10.5
АИР 71В4 (4)	0.75	1500	1390	73.5	0.76	5.5	12.0
АИР 71А6 (6)	0.37	1000	900	64.0	0.68	4.5	11.0
АИР 71В6 (6)	0.55	1000	920	67.0	0.70	5.0	13.0
АИР 71А8 (8)	0.25	750	670	58.0	0.61	4.0	12.0

Помимо базовых параметров, важными для проектирования являются:

• Напряжение питания: Стандартно 220/380 В (схема соединения обмоток Δ/Y) или 380/660 В. Частота сети – 50 Гц.
• Класс изоляции: Как правило, F, что допускает нагрев до 155°C. При этом система охлаждения обеспечивает запас, и рабочая температура изоляции обычно соответствует классу B (130°C) или ниже, что повышает ресурс.
• Режим работы: S1 – продолжительный номинальный режим.
• Уровень шума и вибрации: Регламентируется ГОСТ. Для габарита 71 уровень вибрации обычно не превышает 2.8 мм/с, звуковая мощность – 60-70 дБА в зависимости от модели.

Методика выбора и особенности монтажа

Выбор двигателя АИР 71 для конкретного привода осуществляется на основе следующих критериев:

1. Мощность. Номинальная мощность двигателя должна быть равна или превышать мощность на валу рабочего механизма с учетом коэффициента запаса (обычно 10-15%). Недостаточная мощность приводит к перегрузке и перегреву, избыточная – к снижению КПД и cos φ.
2. Частота вращения. Определяется требованиями механизма. Двигатели на 3000 об/мин используются для высокооборотных насосов, вентиляторов; на 1500 об/мин – наиболее универсальны и распространены; на 750-1000 об/мин – для приводов с высоким крутящим моментом и низкой скоростью.
3. Исполнение по способу монтажа и защите (IM, IP). Зависит от условий эксплуатации.
4. Климатическое исполнение. УХЛ для большинства регионов России.

Монтаж должен производиться на ровное, жесткое основание. Соосность валов двигателя и механизма проверяется индикатором. Допустимое биение муфты не должно превышать 0.05 мм. Обязательно наличие надежного заземления. Перед первым пуском необходимо проверить сопротивление изоляции мегомметром (не менее 1 МОм при 500 В), а также свободное вращение ротора вручную.

Схемы подключения и пуск

Трехфазные двигатели АИР 71 могут подключаться к сети 380 В по двум основным схемам:

• Схема «звезда» (Y): Применяется, если двигатель имеет рабочее напряжение 380/660 В и подключается к сети 380 В. В этом случае на каждую обмотку статора подается фазное напряжение 220 В. Пусковые токи и момент ниже.
• Схема «треугольник» (Δ): Применяется, если двигатель имеет рабочее напряжение 220/380 В и подключается к сети 380 В. На обмотку подается полное линейное напряжение 380 В, что позволяет развить полную мощность. Именно эта схема является основной для работы на номинальных параметрах.

Пуск двигателей малой мощности (до 3-4 кВт) обычно осуществляется прямым включением в сеть (DOL – Direct On-Line). Для двигателей АИР 71 это допустимо, так как их пусковые токи, хотя и в 5-7 раз превышают номинальные, не вызывают значительных просадок напряжения в сети. Для плавного пуска или снижения пусковых токов в ответственных системах могут применяться устройства плавного пуска (УПП) или частотные преобразователи (ЧП), которые также позволяют осуществлять регулирование скорости.

Обслуживание и диагностика неисправностей

Техническое обслуживание включает в себя регулярную (раз в месяц или по графику) и ежесменную проверку.

• Ежесменное: Визуальный осмотр, проверка температуры корпуса на ощупь или пирометром (норма +60…+80°C, максимум +90°C для класса F), контроль отсутствия посторонних шумов и вибрации.
• Периодическое (раз в 3-6 месяцев): Очистка наружных поверхностей от пыли и грязи, проверка и подтяжка крепежных соединений, контроль состояния заземления.
• ТО с остановкой (раз в 1-2 года): Продувка внутренних полостей сжатым воздухом, измерение сопротивления изоляции обмоток, проверка состояния подшипников (люфт, шум при провороте), при необходимости замена смазки. Для двигателей с двумя опорами обычно используются подшипники качения, смазываемые консистентной смазкой типа Литол-24.

Типовые неисправности и их причины:

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается двигатель АИР 71А2 от АИР 71В2?

Буква «А» или «В» в обозначении после габарита указывает на установочный размер по длине корпуса (длина сердечника статора). «А» – короткая длина, «В» – длинная. При одинаковом количестве полюсов (2) двигатель АИР 71В2 имеет большую мощность (1.1 кВт) по сравнению с АИР 71А2 (0.75 кВт) за счет увеличенного активного объема стали и меди.

Можно ли подключить двигатель 220/380 В к сети 220 В?

Да, но только при условии подключения обмоток статора по схеме «треугольник» (Δ). В этом случае на каждую обмотку будет подано фазное напряжение 220 В, и двигатель сможет развить свою номинальную мощность. При подключении к трехфазной сети 220 В по схеме «звезда» двигатель не разовьет паспортной мощности и может перегреться под нагрузкой.

Какой пусковой аппарат выбрать для АИР 71?

Для прямого пуска двигателей данного габарита (мощностью до 1.1 кВт) достаточно использовать электромагнитный пускатель (контактор) с соответствующим номинальным током. Для АИР 71В4 (0.75 кВт, ~2А номинального тока) подойдет пускатель на 10А (например, ПМЛ-1100). Обязательно использовать тепловое реле в составе пускателя или автоматический выключатель с характеристикой «D» для защиты от перегрузки и токов короткого замыкания.

Что означает класс изоляции F и какова реальная рабочая температура?

Класс изоляции F означает, что изоляционные материалы обмотки могут выдерживать температуру до 155°C без разрушения. Однако система охлаждения двигателя (вентилятор, ребра корпуса) спроектирована так, чтобы перегрев обмотки относительно окружающей среды (обычно +40°C) не превышал 105°C при работе на номинальной мощности. Таким образом, реальная рабочая температура обмотки обычно находится в пределах 80-115°C, что соответствует классу B (130°C) и обеспечивает большой запас надежности и долгий срок службы.

Чем АИР отличается от 5АИ?

АИР – это общепромышленная серия, соответствующая старым советским и современным российским стандартам. 5АИ (или Интерэлектромаш) – это часто встречающаяся торговая марка одного из производителей, выпускающего двигатели по тем же стандартам. По сути, 5АИ 71 является аналогом АИР 71. При выборе следует ориентироваться на технические характеристики конкретной модели и наличие сертификатов соответствия у производителя.

Как часто нужно проводить замену смазки в подшипниках?

Для двигателей габарита 71 с двухопорными подшипниками качения периодичность замены или добавления консистентной смазки (Литол-24, ЦИАТИМ-201) составляет примерно 4000-5000 часов работы. В условиях высокой запыленности или влажности интервал следует сократить. Переизбыток смазки так же вреден, как и ее недостаток, так как приводит к перегреву подшипника.

Заключение

Асинхронные электродвигатели габарита АИР 71 представляют собой надежное, энергоэффективное и универсальное решение для широкого спектра промышленных приводов малой мощности. Их конструкция, отработанная десятилетиями, обеспечивает длительный срок службы при соблюдении правил выбора, монтажа и регламента технического обслуживания. Понимание технических характеристик, таких как зависимость КПД и cos φ от количества полюсов, а также знание типовых неисправностей, позволяет эксплуатировать данные электродвигатели с максимальной эффективностью и минимизировать простои оборудования.