Электродвигатели 5АИ 63 А2
Электродвигатели 5АИ 63 А2: полный технический обзор
Электродвигатель 5АИ 63 А2 представляет собой асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором, трехфазный, общепромышленного исполнения. Данная модель является частью серии 5АИ, которая пришла на смену широко распространенной серии АИР, сохранив и улучшив ее основные технические и конструктивные решения. Индекс «63» обозначает высоту оси вращения (63 мм), а «А2» указывает на вариант монтажного исполнения – на лапах с двумя подшипниковыми щитами.
Конструктивные особенности и стандарты
Двигатели серии 5АИ спроектированы и изготовлены в соответствии с межгосударственным стандартом ГОСТ IEC 60034-1-2014 (международный аналог IEC 60034-1), который устанавливает требования к вращающимся электрическим машинам. Конструкция двигателя 5АИ 63 А2 включает в себя следующие ключевые компоненты:
- Статор: Сердечник набран из изолированных листов электротехнической стали, запрессован в чугунный или алюминиевый корпус (в зависимости от производителя). Обмотка статора выполняется из медного провода с теплостойкой изоляцией класса F, что обеспечивает запас по термостойкости при работе в номинальном режиме с изоляцией класса B.
- Ротор: Короткозамкнутый, типа «беличья клетка». Сердечник ротора также шихтованный, беличья клетка выполнена из алюминиевого сплава методом литья под давлением.
- Подшипниковые узлы: Используются шарикоподшипники качения, закрытого типа, не требующие периодической замены смазки в течение всего срока службы. Со стороны вала обычно устанавливается подшипник №6204, со стороны противоположного конца вала – №6203.
- Корпус и охлаждение: Выполнен из чугуна или алюминиевого сплава, с ребристой наружной поверхностью для увеличения площади теплоотдачи. Охлаждение самостоятельное, вентиляторное (IC 0141 по ГОСТ IEC 60034-6), закрытое обдуваемое исполнение (IP54, IP55). Вентилятор закрыт защитным кожухом.
- Клеммная коробка: Расположена в верхней части корпуса. Может быть поворотной на 180° (у большинства производителей), что облегчает подвод кабеля. Ввод кабеля может осуществляться с любой из четырех сторон коробки.
- Вентиляторы и небольшие вентиляционные установки.
- Циркуляционные насосы в системах отопления и водоснабжения.
- Приводы заслонок, дозаторов, конвейеров малой мощности.
- Станки для обработки дерева, пластика (точильные, сверлильные).
- Компрессорное оборудование малой производительности.
- Упаковочное и фасовочное оборудование.
- Повышенный КПД: За счет оптимизации магнитной системы и использования улучшенных электротехнических сталей, двигатели 5АИ имеют КПД на 1-3% выше, чем аналогичные АИР, что соответствует стандарту IE2 (высокий КПД по IEC 60034-30-1).
- Унификация и снижение материалоемкости: При сохранении внешних габаритов и посадочных размеров, конструкция пересмотрена для снижения веса (чаще за счет использования алюминиевых сплавов) без ущерба для прочности.
- Улучшенная система охлаждения: Оптимизированная форма ребер корпуса и вентилятора способствует более эффективному теплоотводу.
- Модернизированная изоляция: Применение современных лако-пленочных композиций повышает надежность и влагостойкость обмотки.
- Автоматический выключатель (предохранители) для защиты от токов короткого замыкания и перегрузки.
- Магнитный пускатель (контактор) для дистанционного управления.
- Тепловое реле, настроенное на номинальный ток двигателя, для защиты от длительных перегрузок.
- Внешний осмотр и очистку: Удаление пыли и грязи с корпуса и ребер охлаждения, проверка целостности кожуха вентилятора.
- Контроль вибрации: Уровень вибрации на подшипниковых щитах не должен превышать 2.8 мм/с для данного габарита.
- Контроль температуры: Нагрев подшипников и корпуса не должен превышать 95°C для изоляции класса F (фактически работа в классе B предполагает нагрев не более 80°C).
- Проверка состояния подшипников: Прослушивание на предмет посторонних шумов (гула, стуков). Подшипники закрытого типа не требуют периодической замены смазки.
- Измерение сопротивления изоляции: Мегаомметром на напряжение 500 В. Сопротивление изоляции обмоток относительно корпуса и между собой в холодном состоянии должно быть не менее 1 МОм. Рекомендуемое значение – не менее 10 МОм.
- Перегрузка по току: Длительная работа с превышением номинальной мощности.
- Межвитковое замыкание: Часто вызвано скачками напряжения, работой от некачественного ЧП или старением изоляции.
- Износ подшипников: Из-за неправильной центровки с механизмом, перетянутых ремней, попадания влаги или абразивной пыли.
- Работа в условиях перегрева: Загрязнение ребер охлаждения, высокая ambient-температура, частые пуски.
Основные технические характеристики
Технические параметры двигателя 5АИ 63 А2 варьируются в зависимости от номинальной мощности и числа пар полюсов. Основные данные сведены в таблицу.
Таблица 1. Сводные технические параметры электродвигателей 5АИ 63 А2
| Мощность, кВт | Синхронная частота вращения, об/мин (число полюсов) | Номинальная частота вращения, об/мин (при 50 Гц) | КПД, η, % | Коэффициент мощности, cos φ | Пусковой ток, Iп/Iн | Пусковой момент, Мп/Мн | Максимальный момент, Мmax/Мн | Масса, кг (прибл.) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0.12 | 3000 (2) | 2730 | 64 | 0.82 | 5.5 | 2.2 | 2.4 | 3.8 |
| 0.18 | 3000 (2) | 2760 | 68 | 0.84 | 5.5 | 2.2 | 2.4 | 4.0 |
| 0.25 | 3000 (2) | 2780 | 71 | 0.85 | 6.0 | 2.2 | 2.4 | 4.5 |
| 0.12 | 1500 (4) | 1350 | 58 | 0.68 | 4.5 | 2.1 | 2.3 | 4.2 |
| 0.18 | 1500 (4) | 1360 | 63 | 0.70 | 4.5 | 2.1 | 2.3 | 4.5 |
| 0.25 | 1500 (4) | 1380 | 66 | 0.72 | 5.0 | 2.1 | 2.3 | 5.0 |
| 0.09 | 1000 (6) | 880 | 53 | 0.60 | 4.0 | 2.0 | 2.1 | 4.5 |
| 0.12 | 1000 (6) | 900 | 56 | 0.62 | 4.0 | 2.0 | 2.1 | 5.0 |
Напряжение питания: 220/380 В, 380/660 В (чаще всего 380 В при соединении «треугольник»/«звезда» соответственно). Частота: 50 Гц. Рабочий режим: S1 – продолжительный.
Габаритные, установочные и присоединительные размеры
Габариты двигателя 5АИ 63 А2 строго стандартизированы по ГОСТ 2479 (соответствие международной системе IM 1081). Это обеспечивает полную взаимозаменяемость с двигателями серии АИР 63 А2 и аналогами других производителей.
Таблица 2. Основные установочные размеры (типовые)
| Обозначение размера | Значение, мм | Описание |
|---|---|---|
| h | 63 | Высота оси вращения |
| l1 | 40 | Длина от конца вала до первого монтажного отверстия |
| l10 | 100 | Общая длина с валом |
| l31 | 50 | Расстояние между отверстиями в лапах вдоль двигателя |
| b10 | 112 | Ширина по лапам |
| h31 | 7 | Диаметр монтажных отверстий в лапах |
| d1 | 11 | Диаметр выходного конца вала |
| l1 | 30 | Длина цилиндрической части вала |
Сфера применения и условия эксплуатации
Двигатели 5АИ 63 А2 относятся к категории маломощных общепромышленных приводов. Их основное применение:
Условия эксплуатации: Высота над уровнем моря до 1000 м. Температура окружающей среды от -40°C до +40°C (для исполнения У1, ХЛ1, Т1). Относительная влажность воздуха не более 98% при 25°C. Работа в помещениях без взрывоопасных, химически активных паров и газов, проводящей пыли в концентрациях, нарушающих работу двигателя.
Сравнение с серией АИР и ключевые отличия
Серия 5АИ является эволюционным развитием серии АИР. Основные отличия:
Подключение и схемы управления
Двигатель 5АИ 63 А2 имеет 3 вывода обмотки статора в клеммной коробке (U1, V1, W1). Для подключения к трехфазной сети 380 В используется схема «звезда» (Y). Если двигатель имеет возможность переключения на напряжение 220 В (шесть выводов), схема «треугольник» (Δ) применяется для сети 220 В. Наиболее распространенная и рекомендуемая схема прямого пуска включает в себя:
Для плавного пуска и регулирования частоты вращения могут применяться частотные преобразователи, соответствующие по мощности и характеристикам.
Техническое обслуживание и диагностика
Плановое техническое обслуживание двигателя включает:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается 5АИ 63 А2 от АИР 63 А2? Можно ли их взаимно заменять?
Двигатели полностью взаимозаменяемы по габаритным и установочным размерам (ГОСТ 2479). Двигатель 5АИ имеет более высокий КПД (соответствует IE2), часто меньший вес за счет материалов корпуса и оптимизированную конструкцию. При замене необходимо учитывать идентичность электрических параметров: мощность, частоту вращения, напряжение и схему соединения обмоток.
Какое напряжение питания требуется для двигателя 5АИ 63 А2?
Наиболее распространенное исполнение – на напряжение 380 В при соединении обмоток «звездой» (Y). В клеммной коробке при этом будет три вывода. Существуют модификации на два напряжения (220/380 В или 380/660 В) с шестью выводами, позволяющие переключать обмотки со «звезды» на «треугольник». Необходимо сверяться с шильдиком двигателя и схемой в клеммной коробке.
Как правильно подобрать защитную аппаратуру (автомат, тепловое реле) для данного двигателя?
Номинальный ток двигателя мощностью 0.25 кВт/3000 об/мин составляет примерно 0.6 А при 380 В. Автоматический выключатель следует выбирать с номинальным током, равным или немного превышающим рабочий ток двигателя, с характеристикой срабатывания «C» или «D» (для двигателей). Ток уставки теплового реле регулируется в диапазоне, включающем номинальный ток двигателя. Точные данные по току указаны на шильдике.
Каков класс изоляции и что он означает?
Двигатели 5АИ 63 А2, как правило, имеют изоляцию обмоток класса F (до 155°C). Однако, согласно стандарту, они работают в классе нагревостойкости B (до 130°C). Это создает запас по термостойкости, повышая надежность и ресурс изоляции.
Можно ли использовать двигатель с частотным преобразователем (ЧП)?
Да, можно. Для этого рекомендуется выбирать ЧП с выходным фильтром (дросселем), чтобы снизить влияние высокочастотных гармоник на изоляцию обмотки. При длительной работе на низких скоростях (ниже 20-25 Гц) с полным моментом может потребоваться независимое охлаждение двигателя, так как собственная вентиляция становится неэффективной.
Что означает степень защиты IP54 и IP55?
IP54: Защита от попадания пыли (5 – пыль может проникать в небольших количествах, но не нарушает работу) и от брызг воды с любого направления (4). IP55: Защита от пыли (5) и от струй воды с любого направления (5). Исполнение IP55 предпочтительнее для работы в условиях повышенной влажности или на улице под навесом.
Какой ресурс у двигателя 5АИ 63 А2?
Средний назначенный срок службы двигателей серии 5АИ при соблюдении условий эксплуатации и правильном техническом обслуживании составляет 15-20 лет. Межремонтный интервал может достигать 30 000 – 40 000 часов работы.