Электродвигатели 5АИ 63: полный технический обзор и эксплуатационные характеристики
Электродвигатели серии 5АИ 63 представляют собой асинхронные трехфазные двигатели с короткозамкнутым ротором, соответствующие стандарту ГОСТ Р 51689-2000 (МЭК 60034-1). Данная серия является современным развитием классических двигателей серии АИР и предназначена для продолжительного режима работы S1 от сети переменного тока частотой 50 Гц. Модели 5АИ 63 охватывают диапазон мощностей от 0.12 до 11 кВт и являются одним из наиболее распространенных типоразмеров в линейке, используемым в насосном, вентиляционном, компрессорном и прочем промышленном оборудовании.
Конструктивные особенности и исполнения
Двигатели 5АИ 63 изготавливаются в основном исполнении IM 1081 (лапы с одним цилиндрическим концом вала). Корпус и станина выполняются из алюминиевого сплава, что обеспечивает оптимальное соотношение массы и теплоотдачи. Сердечник статора набирается из изолированных листов электротехнической стали, что минимизирует потери на вихревые токи. Короткозамкнутый ротор типа «беличья клетка» выполняется методом литья под давлением из алюминиевого сплава.
Ключевые конструктивные исполнения по способу монтажа (IM):
- IM 1081 – На лапах с одним цилиндрическим концом вала (основное исполнение).
- IM 2081 – На лапах с фланцем на подшипниковом щите (комбинированное крепление).
- IM 3081 – С фланцем на подшипниковом щите без лап.
- IP55 – Защита от пыщи и водяных струй с любого направления. Стандартное для большинства промышленных применений.
- IP54 – Защита от пыщи и брызг воды.
- Внешний осмотр, очистку от загрязнений.
- Контроль вибрации. Допустимый уровень вибрации для габарита 63 – не более 2.8 мм/с.
- Проверку состояния подшипников качения (чаще всего используются шарикоподшипники 180106 – на валу, 180104 – со стороны противоположной выходу вала). При необходимости – очистка и замена смазки. Смазка – литиевая, типа Литол-24.
- Измерение сопротивления изоляции обмоток мегаомметром на 500В. Норма – не менее 1 МОм при температуре 25°C.
- Контроль рабочего тока и сравнение его с паспортным значением.
- Совпадение габаритно-присоединительных размеров (frame size). Для 5АИ 63 это соответствует IEC 63.
- Класс энергоэффективности. Двигатели 5АИ 63, как правило, соответствуют классу IE1 (Standard Efficiency). Для задач с длительной нагрузкой экономически оправдан выбор двигателей класса IE2 (High Efficiency) или IE3 (Premium Efficiency), которые представлены в модификациях серий 5АИР, 5АИЕ или у импортных производителей.
- Условия окружающей среды (взрывоопасность, химически агрессивная среда). Для таких условий требуются специализированные исполнения (взрывозащищенные ВА, химически стойкие).
- 5АИ – серия асинхронного двигателя.
- 63 – высота оси вращения вала в мм.
- А – установочный размер по длине станины (короткий или длинный сердечник). «А» – короче, «В» – длиннее.
- 2 – число полюсов (2 – 3000 об/мин, 4 – 1500 об/мин, 6 – 1000 об/мин, 8 – 750 об/мин).
По степени защиты от внешних воздействий (IP) двигатели 5АИ 63 чаще всего выпускаются в исполнениях:
По способу охлаждения – IC 0141 (самовентиляция с наружным обдувом корпуса).
Основные технические параметры и габаритно-присоединительные размеры
Типоразмер «63» указывает на высоту оси вращения вала – 63 мм. Конкретная мощность, частота вращения и прочие параметры определяются длиной сердечника (установочным размером). Основные параметры для двигателей 5АИ 63 на 50 Гц сведены в таблицу.
Таблица 1. Основные технические характеристики электродвигателей 5АИ 63 (50 Гц, 220/380В, 380/660В)
| Модель (5АИ) | Мощность, кВт | Синхронная частота, об/мин | КПД, % | cos φ | Пусковой ток Iп/Iн | Пусковой момент Мп/Мн | Момент инерции, кг·м² (×10⁻³) | Масса, кг (прим.) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 63А2 | 0.12 | 3000 | 60 | 0.82 | 5.0 | 2.2 | 0.55 | 3.5 |
| 63В2 | 0.18 | 3000 | 64 | 0.83 | 5.0 | 2.2 | 0.70 | 4.0 |
| 63А4 | 0.06 | 1500 | 48 | 0.65 | 4.5 | 2.2 | 0.55 | 3.5 |
| 63В4 | 0.09 | 1500 | 52 | 0.68 | 4.5 | 2.2 | 0.70 | 4.0 |
| 63А6 | 0.04 | 1000 | 36 | 0.58 | 3.5 | 2.0 | 0.55 | 3.5 |
| 63В6 | 0.06 | 1000 | 40 | 0.62 | 3.5 | 2.0 | 0.70 | 4.0 |
| 63А8 | 0.03 | 750 | 30 | 0.52 | 3.0 | 1.8 | 0.55 | 3.5 |
| 63В8 | 0.04 | 750 | 34 | 0.56 | 3.0 | 1.8 | 0.70 | 4.0 |
Таблица 2. Габаритно-присоединительные размеры (исполнение IM 1081)
| Установочный размер | L, мм | L₁, мм | L₁₀, мм | h, мм | b₁, мм | d₁, мм | l₁, мм |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 63A | 195 | 140 | 40 | 63 | 100 | 7 | 30 |
| 63B | 215 | 160 | 40 | 63 | 100 | 7 | 30 |
Режимы работы и условия эксплуатации
Электродвигатели 5АИ 63 рассчитаны на продолжительный режим работы S1. Допускается работа в режимах S2 (кратковременный) и S3 (повторно-кратковременный) с соответствующим пересчетом мощности по тепловому эквиваленту. Стандартные климатические исполнения – У2 и У3 для умеренного климата. Категория размещения – 2 (на открытом воздухе под навесом) и 3 (в закрытых помещениях без регулирования температуры).
Допустимые отклонения напряжения сети: ±5% от номинала. Допустимое отклонение частоты: ±2.5%. Совместное отклонение напряжения и частоты не должно превышать ±5%. Работа при пониженном напряжении приводит к снижению пускового и максимального моментов, перегреву. Работа при повышенном напряжении увеличивает ток холостого хода и магнитные потери.
Схемы подключения и управление
Двигатели 5АИ 63 выпускаются на два номинальных напряжения: 220/380В (Δ/Y) и 380/660В (Δ/Y). Схема подключения определяется фактическим сетевым напряжением. При напряжении 380В (между фазами) обмотки соединяются в «звезду» (Y). При напряжении 220В (что редко встречается в трехфазных сетях) – в «треугольник» (Δ).
Для прямого пуска двигателей данной серии применяются электромагнитные пускатели (контакторы), подобранные по номинальному току двигателя с запасом. Для защиты от перегрузок и токов короткого замыкания обязательна установка тепловых реле или современных электронных защитных устройств (УПП, частотные преобразователи со встроенной защитой).
Техническое обслуживание и диагностика
Плановое техническое обслуживание включает в себя:
Основные неисправности: износ подшипников (повышенный шум, вибрация), нарушение изоляции (пробой на корпус, межвитковое замыкание), ослабление креплений, загрязнение вентиляционных каналов (приводит к перегреву).
Сравнение с аналогами и выбор
Серия 5АИ является прямым аналогом серий АИР (российского производства) и импортных двигателей стандарта IEC (например, Siemens 1LE0, ABB M2BA, WEG W22). При выборе необходимо учитывать:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается 5АИ 63 от АИР 63?
Серия 5АИ является модернизированным вариантом серии АИР. Основные отличия: применение современных изоляционных материалов (система изоляции класса F с нагревом по классу B), оптимизация магнитной системы и вентиляции, унификация с международными стандартами IEC. По габаритно-присоединительным размерам они, как правило, взаимозаменяемы.
Как расшифровать маркировку, например, 5АИ 63 А2?
Как правильно подобрать двигатель 5АИ 63 для центробежного насоса мощностью 0.75 кВт при 3000 об/мин?
Для насоса с такими параметрами потребуется модель 5АИ 71, а не 63, так как мощность 0.75 кВт выходит за пределы диапазона 5АИ 63 (макс. 0.18 кВт для 3000 об/мин). Для правильного подбора необходимо: 1) Определить требуемую мощность на валу (0.75 кВт). 2) Определить требуемую частоту вращения (синхронная 3000 об/мин – 2 полюса). 3) Выбрать типоразмер из таблицы мощностей: для 0.75 кВт и 3000 об/мин это двигатель 5АИ 71А2. 4) Уточнить исполнение по степени защиты (для насоса – не ниже IP54, предпочтительно IP55) и способу монтажа (обычно IM 1081).
Можно ли использовать двигатель 220/380В в сети 380В, если он подключен «треугольником»?
Нет, это приведет к аварийному режиму. При номинальном напряжении обмотки 220В (для «треугольника») и подаче на него 380В, ток возрастет катастрофически, что вызовет мгновенный перегрев и выход обмоток из строя. Для сети 380В обмотки такого двигателя должны быть соединены в «звезду» (Y).
Как часто необходимо проводить замену смазки в подшипниках двигателя 5АИ 63?
Периодичность замены смазки зависит от условий эксплуатации (температура, запыленность, режим работы). В стандартных условиях при работе в одну смену и нормальной температуре окружающей среды (до 40°C) повторную смазку рекомендуется проводить каждые 4000-5000 часов работы. Использовать следует только рекомендованную производителем смазку (например, Литол-24) в количестве, указанном в паспорте (обычно около 10-15 г на подшипник). Переполнение смазочной полости так же вредно, как и недостаток смазки.
Что означает класс изоляции F и почему двигатель работает с нагревом по классу B?
Класс изоляции F означает, что изоляционные материалы обмотки способны выдерживать температуру до 155°C без разрушения. Однако, для увеличения срока службы двигатель проектируется так, чтобы его рабочая температура (превышение температуры обмотки над температурой окружающей среды) не превышала значений для более низкого класса B (130°C). Это создает запас по термостойкости, повышая надежность и долговечность двигателя.
Какой пускатель нужен для двигателя 5АИ 63В2 (0.18 кВт, 3000 об/мин)?
Номинальный ток двигателя 5АИ 63В2 при 380В составляет примерно 0.45А. Для такого тока подойдет стандартный пускатель (контактор) на номинальный ток 6.3А или 10А, например, ПМЛ-1100 или его импортный аналог. Тепловое реле настраивается на рабочий ток двигателя (0.45А). Важно обеспечить защиту от короткого замыкания с помощью автоматического выключателя с характеристикой C, номиналом 2-4А.