Электродвигатели 5АИ 1,5 кВт
Электродвигатели 5АИ 1,5 кВт: технические характеристики, конструкция и область применения
Электродвигатели серии 5АИ мощностью 1,5 кВт представляют собой асинхронные трехфазные двигатели с короткозамкнутым ротором, соответствующие современным стандартам энергоэффективности (класс IE2, IE3). Данная серия является эволюционным развитием широко распространенных двигателей серии АИР и соответствует требованиям межгосударственного стандарта ГОСТ IEC 60034-1 (МЭК 60034-1). Двигатели 5АИ 1,5 кВт нашли массовое применение в промышленности благодаря своей надежности, унификации установочных размеров и повышенному КПД.
Конструктивные особенности и исполнения
Конструкция двигателя 5АИ 1,5 кВт является классической для двигателей данного типа, но с рядом усовершенствований. Основные узлы включают в себя: литой чугунный корпус (станину) с ребрами охлаждения, сердечник статора из электротехнической стали, короткозамкнутый ротор типа «беличья клетка», подшипниковые щиты, шарикоподшипники качения и клеммную коробку. Особое внимание уделено системе изоляции обмоток статора, которая рассчитана на класс нагревостойкости F (до 155°C) с допустимым превышением температуры по сопротивлению 80°C (для изоляции класса B), что обеспечивает значительный запас по перегрузочной способности и долговечности.
Двигатели поставляются в различных климатических исполнениях и категориях размещения, наиболее распространенным является У3 (для умеренного климата, на открытом воздухе). По способу монтажа основными исполнениями для 1,5 кВт являются:
- IM 1081 – на лапах, с двумя цилиндрическими концами вала.
- IM 2081 – на лапах, с одним цилиндрическим концом вала (наиболее распространенное).
- IM 3081 – фланцевое исполнение (фланец на подшипниковом щите).
- IM 3681 – комбинированное исполнение (лапы + фланец).
- Класс IE2 (Повышенный КПД). Является минимально допустимым для ввода в обращение в ЕАЭС с 2021 года.
- Класс IE3 (Высокий КПД). Требуется для двигателей, работающих в продолжительном режиме S1, или для двигателей, управляемых частотными преобразователями (в ряде случаев).
- Привод насосов циркуляционных, скважинных, центробежных.
- Вентиляторы и дымососы общепромышленного назначения.
- Компрессоры поршневые и винтовые малой мощности.
- Конвейеры легкого типа, транспортеры, элеваторы.
- Станки (токарные, сверлильные, фрезерные), деревообрабатывающее оборудование.
- Приводы задвижек и смесителей.
- Контроль температуры подшипниковых узлов (не должна превышать +95°C).
- Периодическая замена смазки в подшипниках (регламентируется производителем, обычно через 4000-10000 часов работы). Используется консистентная смазка типа Литол-24 или ее импортные аналоги.
- Очистка наружных поверхностей и ребер охлаждения от пыли и грязи.
- Контроль вибрации. Допустимый уровень вибрации для данного типоразмера обычно не превышает 2,8 мм/с.
- Проверка состояния изоляции обмоток мегомметром (сопротивление изоляции должно быть не менее 1 МОм при температуре +25°C).
- 5АИ – серия асинхронного двигателя.
- 90 – высота оси вращения вала над плоскостью установки (90 мм).
- L – установочный размер по длине станины (S – короткий, M – средний, L – длинный).
- 4 – количество полюсов (4 полюса, синхронная частота 1500 об/мин).
Основные технические характеристики и параметры
Номинальная мощность двигателя составляет 1,5 кВт. Однако его рабочие характеристики существенно различаются в зависимости от синхронной частоты вращения, которая определяется количеством полюсов. Для мощности 1,5 кВт выпускаются двигатели на все стандартные частоты вращения.
| Количество полюсов / Синхронная частота, об/мин | 2 / 3000 | 4 / 1500 | 6 / 1000 | 8 / 750 |
|---|---|---|---|---|
| Типовое обозначение (пример) | 5АИ 80А2 | 5АИ 80В4 | 5АИ 90L6 | 5АИ 100L8 |
| Номинальный КПД (IE2), % | 82.5 | 83.1 | 80.7 | 76.2 |
| Номинальный КПД (IE3), % | 85.0 | 86.0 | 83.5 | 79.5 |
| Коэффициент мощности, cos φ | 0.84 | 0.81 | 0.73 | 0.69 |
| Номинальный ток при 380В, А (приблизительно) | 3.4 | 3.6 | 4.1 | 4.6 |
| Номинальное скольжение, % | 2.5 — 3.5 | 3.5 — 4.5 | 4.5 — 5.5 | 5.5 — 6.5 |
| Пусковой ток / Номинальный ток (Iп/Iн) | 6.5 — 7.5 | 6.5 — 7.5 | 5.5 — 6.5 | 4.5 — 5.5 |
| Пусковой момент / Номинальный момент (Мп/Мн) | 2.0 — 2.4 | 2.0 — 2.4 | 1.8 — 2.2 | 1.6 — 2.0 |
| Максимальный момент / Номинальный момент (Мmax/Мн) | 2.4 — 2.8 | 2.4 — 2.8 | 2.0 — 2.4 | 1.8 — 2.2 |
| Масса, кг (примерно) | 16-18 | 18-20 | 25-28 | 35-40 |
Энергоэффективность и классы изоляции
Современные двигатели серии 5АИ производятся в соответствии с международными стандартами энергоэффективности IEC 60034-30-1. Для мощности 1,5 кВт актуальны два класса:
Повышение КПД достигается за счет использования более качественных электротехнических сталей с уменьшенными магнитными потерями, оптимизации геометрии пазов и воздушного зазора, а также применения более точных методов сборки для снижения механических потерь.
Управление и пуск
Электродвигатели 5АИ 1,5 кВт рассчитаны на прямой пуск от сети 380В 50Гц. Для снижения пусковых токов и обеспечения плавного разгона могут применяться устройства плавного пуска (УПП) или частотные преобразователи (ЧП). Использование ЧП позволяет не только оптимизировать пуск, но и осуществлять регулирование скорости в широком диапазоне (для вентиляторного момента нагрузки – примерно 1:10, для постоянного момента – 1:4). При работе с ЧП необходимо учитывать необходимость установки дросселей или синус-фильтров для защиты изоляции обмотки от перенапряжений, вызванных длинными кабельными трассами.
Области применения и выбор двигателя
Двигатели мощностью 1,5 кВт являются одними из самых востребованных в малой механизации и системах вентиляции. Основные области применения:
Выбор конкретного исполнения (2, 4, 6, 8 полюсов) зависит от требуемой рабочей скорости механизма. Двигатели на 1500 об/мин (4 полюса) являются наиболее универсальным и распространенным вариантом.
Монтаж, эксплуатация и техническое обслуживание
Монтаж двигателя должен производиться на ровную, жесткую, виброизолированную основание. Обязательна центровка вала двигателя с валом рабочей машины с использованием щупа и индикаторной стойки для исключения перекоса. Допустимое радиальное биение на валу не должно превышать 0,03 мм. В процессе эксплуатации необходимо проводить периодическое техническое обслуживание, которое включает:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается двигатель 5АИ от старого АИР?
Двигатели серии 5АИ имеют более высокий КПД (классы IE2/IE3 против IE1 у старых АИР), унифицированные по международным стандартам (IEC) установочные и присоединительные размеры, улучшенную систему охлаждения и виброакустические характеристики. Масса двигателей 5АИ, как правило, несколько выше из-за использования большего количества активных материалов (медь, сталь).
Можно ли подключить двигатель 5АИ 1,5 кВт в однофазную сеть 220В?
Нет, напрямую – нельзя. Это трехфазный двигатель. Однако его можно запустить в однофазной сети 220В с использованием внешних фазосдвигающих элементов – пусковых и рабочих конденсаторов. При этом мощность на валу снизится примерно на 30-40%, пусковые характеристики ухудшатся. Схемы подключения («звезда» или «треугольник») и расчет емкости конденсаторов зависят от конкретной модели и должны выполняться специалистом.
Как расшифровать обозначение, например, 5АИ 90L4?
Какой класс энергоэффективности IE2 или IE3 выбрать?
Выбор зависит от режима работы и экономического расчета. Двигатель IE3 имеет КПД на 1-3% выше, что при круглосуточной работе окупает его более высокую стоимость за счет экономии электроэнергии за 1-3 года. Для оборудования с небольшим количеством рабочих часов в году (несколько сотен) может быть достаточно двигателя IE2. Также класс IE3 часто обязателен по требованиям технических заданий для госзакупок.
Что означает «допустимый режим работы S1»?
S1 – продолжительный режим работы. Двигатель может работать на номинальной мощности неограниченно долгое время, пока температура всех его частей не достигнет установившегося значения, не превышающего допустимого по классу изоляции. Для двигателей 5АИ 1,5 кВт это основной и штатный режим.
Требуется ли заземление корпуса двигателя?
Да, обязательно. Корпус двигателя должен быть надежно подключен к контуру защитного заземления в соответствии с ПУЭ (Правила Устройства Электроустановок). Это обеспечивает электробезопасность персонала при пробое изоляции на корпус.
Как правильно выбрать тепловую защиту (тепловое реле) для данного двигателя?
Номинальный ток теплового реле (или уставка на автоматическом выключателе с тепловым расцепителем) выбирается равным номинальному току двигателя, указанному на его шильдике. Для двигателя 1,5 кВт / 1500 об/мин это примерно 3,6А. Реле настраивается на срабатывание при токе 1,05-1,2 Iн. Рекомендуется использование реле с функцией компенсации температуры окружающей среды.