Электродвигатели 5АИ 63 В2
Электродвигатели 5АИ 63 В2: полный технический анализ и эксплуатационные характеристики
Электродвигатель 5АИ 63 В2 представляет собой асинхронный трехфазный двигатель с короткозамкнутым ротором, соответствующий серии АИР (общепромышленное исполнение) по ГОСТ Р 51689-2000 и международным стандартам IEC 60034. Модель 5АИ 63 В2 является одним из наиболее распространенных и универсальных электродвигателей в диапазоне мощностей 0.18-0.25 кВт. Индекс «5АИ» указывает на принадлежность к пятой серии по высоте оси вращения, «63» — высота оси вращения в миллиметрах, «В2» — исполнение по способу монтажа (горизонтальная установка с двумя лапами и одним цилиндрическим концом вала).
Конструктивные особенности и исполнение
Двигатель выполнен в закрытом обдуваемом исполнении (IP54 или IP55), что обеспечивает защиту от попадания внутрь пыли и водяных струй. Конструктивно состоит из следующих основных узлов:
- Статор: Сердечник набран из изолированных листов электротехнической стали, запрессован в чугунный или алюминиевый корпус. В пазы уложена трехфазная обмотка из медного провода с классом нагревостойкости F (155°C), что обеспечивает запас по термостойкости при работе в номинальном режиме (класс изоляции В, 130°C).
- Ротор: Короткозамкнутый, типа «беличья клетка». Литой алюминиевый сердечник с вентиляционными лопатками для улучшения охлаждения.
- Подшипниковые щиты и узлы: Используются шарикоподшипники качения (обычно серии 6204 или аналогичные). С двух сторон установлены защитные крышки. Со стороны выходного конца вала предусмотрено сальниковое уплотнение для защиты подшипникового узла.
- Охлаждение: Осевой вентилятор, закрытый защитным кожухом, обеспечивает принудительное обдувание ребристого корпуса.
- Клеммная коробка: Расположена в верхней части корпуса, может быть повернута на 90°, 180° или 270° для удобства подвода кабеля. Ввод кабеля — через резиновые уплотнители или сальниковые вводы.
- Вентиляционное оборудование: Приводы маломощных вытяжных и приточных вентиляторов, крышных вентиляторов.
- Насосное оборудование: Циркуляционные насосы систем отопления и водоснабжения, малые химические насосы.
- Компрессорная техника: Малые поршневые и винтовые компрессоры.
- Конвейеры и транспортеры: Приводы легких ленточных и цепных конвейеров в логистике и упаковочной промышленности.
- Станкостроение: Приводы вспомогательных механизмов: насосы смазки и охлаждения, механизмы подачи.
- Упаковочное и пищевое оборудование: Дозаторы, фасовочные машины, миксеры малой мощности.
- Пускатели магнитные (контакторы): Для дистанционного пуска и останова. Номинальный ток пускателя должен быть не менее 1.25 от номинального тока двигателя (т.е. от 0.85 А).
- Тепловые реле или электронные защитные устройства: Для защиты от перегрузки и токов несимметрии (обрыва фазы). Уставка срабатывания должна быть откалибрована на номинальный ток двигателя.
- Автоматические выключатели: Для защиты от коротких замыканий и, в некоторых случаях, от перегрузки. Характеристика отключения должна учитывать высокий пусковой ток (например, характеристика «D» или настройка электромагнитного расцепителя на 10-12 Iн).
- Температура окружающей среды: От -40°C до +40°C (для исполнения У2, ХЛ2, Т2). Допустимый нагрев корпуса — не более 90°C (для класса изоляции F).
- Высота над уровнем моря: Не более 1000 м. При большей высоте требуется учет снижения плотности воздуха и ухудшения охлаждения.
- Режим работы: Продолжительный (S1) по ГОСТ. Двигатель может работать в режиме S1 при номинальной мощности без ограничений по времени.
- Техническое обслуживание (ТО): Включает регулярную очистку наружных поверхностей от пыли для сохранения условий охлаждения, проверку затяжки крепежных соединений и состояния клеммной коробки, контроль вибрации и шума. Через каждые 10 000 часов работы рекомендуется проводить замену смазки в подшипниках (тип смазки — Litol-24 или аналог).
- АИР 63 В2: Фактически то же самое изделие, обозначение по старому ГОСТ.
- Серия 5АМ (алюминиевый корпус): Облегченная конструкция, подходит для менее тяжелых условий эксплуатации.
- Иностранные аналоги: Двигатели серий IE1, IE2 (стандарты по энергоэффективности) таких производителей как Siemens (1LE0), ABB (M2AA), WEG (W21).
- Использовать ЧП с синус-фильтром или dU/dt-фильтром, особенно при длинах кабеля более 20 метров, для защиты обмотки от перенапряжений.
- Обеспечить дополнительное охлаждение двигателя при работе на низких скоростях (ниже 20 Гц), так как встроенный вентилятор становится неэффективным. В таких случаях необходим независимый обдув.
- Правильно настроить параметры ЧП (номинальный ток, напряжение, частотный диапазон).
- Подобрать тепловое реле, входящее в линейку с соответствующим пускателем, с диапазоном регулировки уставки, покрывающим значение 0.67А.
- Установить регулятор уставки на значение 0.67А или на ближайшее чуть выше (например, 0.7А).
- Учесть, что реле не сработает при пуске, так как время разгона двигателя мало, а биметалл нагревается с задержкой. Проверить возможность ручного или автоматического сброса после остывания.
Основные технические параметры и характеристики
Номинальные данные двигателя 5АИ 63 В2 могут незначительно варьироваться в зависимости от конкретного производителя и величины номинальной мощности (0.18 или 0.25 кВт). Приведенные ниже данные являются типовыми.
Таблица 1. Основные технические характеристики
| Параметр | Значение для 0.18 кВт | Значение для 0.25 кВт |
|---|---|---|
| Мощность на валу, P2 (кВт) | 0.18 | 0.25 |
| Синхронная частота вращения (об/мин) | 3000 (2 полюса) | |
| Номинальная частота вращения, n (об/мин) | ~2730 | ~2760 |
| Номинальный ток, Iн (А) при 380В | 0.52 | 0.67 |
| Коэффициент полезного действия, η (%) | 68 | 70 |
| Коэффициент мощности, cos φ | 0.82 | 0.83 |
| Кратность пускового тока, Iп/Iн | 5.5 | 5.5 |
| Кратность пускового момента, Mп/Mн | 2.2 | 2.2 |
| Кратность максимального момента, Mmax/Mн | 2.4 | 2.4 |
| Масса (кг), приблизительно | 3.8 | 4.0 |
Механические характеристики и монтажные размеры
Исполнение по способу монтажа В2 подразумевает установку двигателя на горизонтальную поверхность с креплением через две лапы. Основные монтажные размеры соответствуют стандарту IEC.
Таблица 2. Основные монтажные и присоединительные размеры (типовые)
| Обозначение размера | Значение (мм) | Пояснение |
|---|---|---|
| Высота оси вращения, H | 63 | Основной габаритный параметр серии |
| Длина от лапы до конца вала, L | 195 | Общая длина двигателя |
| Высота от лап до центра оси, A | 50 | Монтажная высота |
| Межосевое расстояние лап, B | 100 | Расстояние между крепежными отверстиями в продольном направлении |
| Ширина между лапами, C | 80 | Расстояние между крепежными отверстиями в поперечном направлении |
| Диаметр выходного конца вала, D | 11 | Стандартный размер для соединения с муфтой или шкивом |
| Длина выходного конца вала, E | 30 | Длина цилиндрической части вала |
Области применения и типовые приводы
Благодаря компактности, надежности и стандартизированным присоединительным размерам, двигатели 5АИ 63 В2 нашли широкое применение в различных отраслях промышленности. Основные сферы использования:
Управление, защита и схемы подключения
Двигатель 5АИ 63 В2 рассчитан на прямое подключение к трехфазной сети переменного тока напряжением 380В (50 Гц). Для управления и защиты применяются следующие аппараты:
Обмотки статора могут быть соединены по схеме «звезда» (Y) или «треугольник» (Δ). В клеммную коробку двигателя выведены 6 выводов обмоток (U1, V1, W1; U2, V2, W2), что позволяет гибко организовать подключение. Для номинального напряжения 380В/50Гц применяется схема «звезда».
Эксплуатационные требования и обслуживание
Для обеспечения заявленного ресурса (не менее 15 000 часов) необходимо соблюдать условия эксплуатации:
Сравнение с аналогами и модификации
Двигатель 5АИ 63 В2 имеет полные аналоги в других сериях и у других производителей:
Помимо базового исполнения В2, существуют другие модификации по способу монтажа: 1081 (В3 — только лапы), 2081 (В35 — лапы с фланцем), 3081 (В5 — только фланец). Также выпускаются двигатели с электромагнитными тормозами (5АИМ 63), с пристроенным тахогенератором и другие специальные исполнения.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается 5АИ 63 В2 от АИР 63 В2?
Это обозначения одной и той же модели по разным, но взаимосвязанным стандартам. «АИР» — это исторически сложившееся обозначение асинхронных двигателей единой серии. «5АИ» — это более современное обозначение в рамках межгосударственных стандартов, где «5» указывает на габарит. Конструктивно и технически это идентичные изделия.
Какой реальный рабочий ток у этого двигателя при работе на насос?
Рабочий ток зависит от нагрузки на валу. При номинальной нагрузке (например, когда насос работает на расчетной характеристике) ток будет равен или близок к паспортному номинальному току (0.52А или 0.67А). Если же гидравлическое сопротивление системы ниже расчетного, двигатель может быть недогружен, и ток будет меньше. Перегрузка приведет к увеличению тока выше номинала и срабатыванию тепловой защиты.
Можно ли использовать этот двигатель с частотным преобразователем (ЧП)?
Да, двигатели серии 5АИ пригодны для работы от частотного преобразователя. Однако для обеспечения надежности и долговечности рекомендуется:
Что означает класс изоляции F и почему рабочая температура ниже?
Класс изоляции F определяет максимально допустимую температуру стойкости изоляционных материалов обмотки (155°C). Однако рабочая температура двигателя (класс нагревостойкости) обычно нормируется для более низкого уровня (например, 130°C при классе B или 155°C при классе F) с целью увеличения ресурса изоляции. Это создает эксплуатационный запас. Для двигателя 5АИ 63 В2 с классом изоляции F перегрев обмотки относительно окружающей среды не должен превышать 105K, что при +40°C дает максимальную температуру ~145°C, что все еще ниже предела в 155°C.
Как правильно выбрать тепловое реле для защиты двигателя 5АИ 63 В2?
Выбор осуществляется по номинальному току двигателя. Для версии 0.25 кВт (Iн=0.67А) необходимо:
Ввиду малого номинального тока иногда используются защитные модули с полупроводниковыми датчиками тока, обеспечивающие более точную настройку.
Каков порядок замены смазки в подшипниках?
1. Остановить и обесточить двигатель.
2. Снять защитные колпачки (стопорные кольца) и крышки с подшипниковых узлов.
3. Удалить старую смазку. Промыть полость подшипника растворителем (бензин-уайт-спирит).
4. Заполнить полость подшипника свежей консистентной смазкой на 1/2-2/3 объема. Переполнение вызовет перегрев.
5. Установить крышки и колпачки на место.
6. Прокрутить вал вручную для распределения смазки.
Рекомендуемый интервал замены — каждые 10 000 часов работы или не реже одного раза в 2-3 года.