Электродвигатели 5АИ 71 В8

Электродвигатели 5АИ 71 В8: технические характеристики, конструкция и область применения

Электродвигатель 5АИ 71 В8 представляет собой асинхронный двигатель трехфазного тока с короткозамкнутым ротором, являющийся представителем общепромышленной серии 5АИ (АИР) в исполнении IM 1081 (лапы, фланец). Данная серия разработана в соответствии с ГОСТ Р 51689-2000 (МЭК 60034-1) и является современным аналогом широко распространенных двигателей серий АИР, А, 4А. Индекс 5АИ обозначает пятую серию асинхронных интерэлектродвигателей. Модель 5АИ 71 В8 находит широкое применение в различных отраслях промышленности для привода механизмов, не требующих регулирования частоты вращения: насосов, вентиляторов, компрессоров, конвейеров, станков и другого оборудования.

Расшифровка условного обозначения

Маркировка 5АИ 71 В8 содержит полную информацию об основных параметрах двигателя:

• 5АИ – серия асинхронных двигателей (общепромышленное исполнение).
• 71 – габарит (высота оси вращения). Цифра 71 указывает, что расстояние от оси вала до плоскости лап составляет 71 мм. Это соответствует наружному диаметру сердечника статора приблизительно в 112-132 мм.
• В – длина сердечника статора (установочный размер по длине). Буква «В» соответствует третьей длине сердечника в данном габарите. Чем дальше буква по алфавиту, тем длиннее сердечник и, как правило, выше мощность двигателя при том же габарите.
• 8 – число полюсов. Цифра 8 указывает, что двигатель имеет 8 полюсов в обмотке статора. Это определяет его синхронную частоту вращения: n1 = (60 f) / p, где f=50 Гц, p=4 пары полюсов. Таким образом, n1 = (6050)/4 = 750 об/мин. Реальная частота вращения на валу (асинхронная) будет составлять около 700-730 об/мин в зависимости от скольжения.

Основные технические характеристики

Ниже приведены ключевые параметры электродвигателя 5АИ 71 В8, актуальные для проектирования и подбора приводов.

Таблица 1. Сводные технические параметры

Параметр	Значение / Описание
Тип двигателя	Асинхронный, трехфазный, с короткозамкнутым ротором
Серия	5АИ (АИР)
Исполнение по способу монтажа	IM 1081 (лапы с фланцем)
Номинальная мощность, Pн	0,55 кВт
Синхронная частота вращения	750 об/мин
Номинальная частота вращения, nн	около 700 об/мин (зависит от конкретного производителя)
Номинальное напряжение	220/380 В, 380/660 В (наиболее распространено 380/660 В для схемы «треугольник/звезда»)
Номинальный ток, Iн	При 380 В: ~1,7 А (зависит от КПД и cos φ)
КПД, η	~70-75% (класс эффективности IE1, стандартный)
Коэффициент мощности, cos φ	~0,68-0,72
Кратность пускового тока, Iп/Iн	5,0 — 6,5
Кратность пускового момента, Mп/Mн	1,8 — 2,0
Кратность максимального момента, Mmax/Mн	2,0 — 2,2
Класс изоляции обмотки статора	F (допустимая температура 155°C)
Класс нагревостойкости системы изоляции	В (130°C) — обычно для номинального режима
Степень защиты IP	IP54 (стандартно), возможны IP55, IP56
Способ охлаждения	IC0141 (самовентиляция, крыльчатка на валу)
Масса	Около 15-17 кг

Конструктивные особенности

Двигатель 5АИ 71 В8 имеет классическую конструкцию, состоящую из двух основных узлов: неподвижного статора и вращающегося ротора.

• Статор: Сердечник статора набран из изолированных листов электротехнической стали для уменьшения потерь на вихревые токи. В пазы сердечника уложена трехфазная обмотка, выполненная из медного обмоточного провода с теплостойкой изоляцией класса F. Обмотка пропитана термореактивным лаком для улучшения теплоотвода, механической прочности и защиты от влаги. Корпус статора – литой, из чугуна, с ребрами для увеличения поверхности охлаждения. На корпусе расположены лапы для монтажа и прилив для фланца (в исполнении IM1081).
• Ротор: Короткозамкнутый ротор типа «беличья клетка». Сердечник ротора также шихтованный. Обмотка ротора выполнена в виде алюминиевых или медных стержней, залитых в пазы и замкнутых накоротко торцевыми кольцами. Вал ротора выполнен из стали, вращается на подшипниках качения (обычно шариковых).
• Корпусные части: Двигатель имеет два защитных кожуха (щиты) с вентиляционными отверстиями, закрытыми жалюзи. На валу со стороны, противоположной приводу, закреплен центробежный вентилятор в кожухе, обеспечивающий поток воздуха для охлаждения. На корпусе установлена клеммная коробка, обычно расположенная сверху, с возможностью поворота на 180° для удобства подвода кабелей. Клеммная коробка имеет уплотнения для обеспечения степени защиты IP54.

Электрические схемы подключения и режимы работы

Обмотка статора двигателя 5АИ 71 В8, как правило, рассчитана на два номинальных напряжения. Наиболее распространенный вариант – 380/660 В.

• Схема «Треугольник» (Δ): Применяется для работы от сети 380 В. В этом случае фазное напряжение равно линейному (380 В). Пусковой ток в этой схеме выше.
• Схема «Звезда» (Y): Применяется для работы от сети 660 В. Для работы от сети 380 В эту схему можно использовать только при пуске для снижения пускового тока (пуск «звезда-треугольник»). При соединении в «звезду» на 380 В фазное напряжение составит всего 220 В, и двигатель не разовьет номинальную мощность.

Выбор схемы подключения определяется паспортными данными двигателя и напряжением питающей сети. Переключение осуществляется путем установки перемычек на клеммных колодках в соответствии со схемой, приведенной на внутренней стороне крышки клеммной коробки.

Механические характеристики и выбор

Двигатель 5АИ 71 В8 имеет жесткую механическую характеристику (небольшое изменение скорости при изменении нагрузки). Его пусковые и перегрузочные способности достаточны для запуска большинства механизмов с вентиляторным моментом сопротивления (насосы, вентиляторы) и с постоянным моментом (конвейеры, транспортеры) под нагрузкой.

При выборе данного двигателя для конкретного применения необходимо учитывать:

• Совпадение номинальной мощности двигателя с мощностью, требуемой на валу механизма, с учетом коэффициента запаса (обычно 10-15%).
• Совпадение частоты вращения или возможность ее согласования через редуктор/передачу.
• Условия окружающей среды (температура, влажность, запыленность) для корректного выбора степени защиты (IP) и класса изоляции.
• Режим работы (S1 – продолжительный, S2 – кратковременный, S3 – повторно-кратковременный). 5АИ 71 В8 стандартно рассчитан на режим S1.
• Способ пуска: прямой пуск от сети, пуск через преобразователь частоты, пуск «звезда-треугольник». При частых пусках необходимо проверять допустимое количество включений в час.

Область применения и типовые приводы

Благодаря низкой частоте вращения и надежности, двигатель 5АИ 71 В8 мощностью 0,55 кВт применяется в качестве привода для оборудования, требующего невысоких скоростей:

• Циркуляционные и повысительные насосы в системах водоснабжения и отопления.
• Вытяжные и приточные вентиляторы малой производительности.
• Приводы заслонок, шиберов, небольших конвейеров и транспортеров.
• Станки вспомогательного действия (например, приводы подачи охлаждающей жидкости).
• Дозаторы, смесители, мешалки.

Вопросы монтажа, эксплуатации и обслуживания

Монтаж двигателя должен производиться на ровную, жесткую, выверенную по уровню поверхность. Крепление осуществляется болтами через отверстия в лапах. Крайне важно обеспечить соосность валов двигателя и рабочей машины при прямом соединении (через муфту). Несоосность приводит к вибрациям, перегреву подшипников и преждевременному выходу из строя.

Эксплуатационное обслуживание включает:

• Периодическую проверку и подтяжку крепежных болтов.
• Контроль температуры и вибрации корпуса и подшипниковых узлов.
• Очистку наружных поверхностей от пыли и грязи, препятствующих охлаждению.
• Контроль состояния и периодическую замену смазки в подшипниках (интервал и тип смазки указаны в паспорте).
• Проверку состояния изоляции обмоток мегомметром (сопротивление изоляции должно быть не менее 1 МОм при 25°C).

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается двигатель 5АИ 71 В8 от старого аналога АИР 71 В8?

Фактически, это одно и то же. Обозначение 5АИ пришло на смену АИР в рамках гармонизации с международными стандартами (МЭК). Конструктивные изменения минимальны и касаются в основном унификации установочных размеров и улучшения некоторых показателей (вибро- и шумности). Технические характеристики (мощность, частота вращения, КПД) идентичны.

Какое реальное скольжение и частота вращения на валу у данной модели?

Для 8-полюсных двигателей скольжение при номинальной нагрузке обычно составляет 4-7%. Следовательно, номинальная частота вращения находится в диапазоне 700-720 об/мин. Точное значение указывается на заводской табличке конкретного экземпляра.

Можно ли использовать этот двигатель с частотным преобразователем (ЧП)?

Да, можно. Однако стандартный двигатель 5АИ 71 В8 класса IE1 не имеет специализированной изоляции обмоток, рассчитанной на высокие скорости нарастания напряжения (dV/dt) от современных ШИМ-преобразователей. Для длительной и надежной работы с ЧП рекомендуется:

• Использовать выходные дроссели или синус-фильтры ЧП.
• Ограничивать минимальную частоту вращения (из-за ухудшения охлаждения).
• При длительной работе на низких скоростях использовать двигатель с независимым вентилятором.
• Для интенсивных режимов лучше выбрать двигатель, специально предназначенный для работы с ЧП (с усиленной изоляцией).

Что означает степень защиты IP54?

Степень защиты IP (Ingress Protection) характеризует защищенность от проникновения твердых тел и воды. IP54 расшифровывается:

• Цифра 5: Защита от пыли. Пыль может проникать внутрь в неопасных количествах, но не должна нарушать работу.
• Цифра 4: Защита от брызг воды, падающих с любого направления.

Это позволяет эксплуатировать двигатель в условиях повышенной влажности и запыленности (цеха, насосные станции), но не под прямыми струями воды или под дождем.

Почему у двигателя такой низкий коэффициент мощности (cos φ ~0.7)?

Низкий cos φ характерен для маломощных и низкооборотных двигателей. Это связано с конструктивными особенностями: относительно большим магнитным зазором и повышенными намагничивающими токами. Для компенсации низкого коэффициента мощности в сетях с большим количеством таких двигателей рекомендуется использовать батареи статических конденсаторов (БСК), устанавливаемые централизованно или непосредственно у двигателя.

Как правильно выбрать тепловую защиту (тепловое реле) для данного двигателя?

Номинальный ток теплового реле (или уставка на автоматическом выключателе с тепловым расцепителем) должен быть равен или незначительно превышать номинальный ток двигателя, указанный на шильдике (например, ~1.7 А). Необходимо использовать реле с регулируемым диапазоном, например, на 1.5-2.5 А. Для точной настройки рекомендуется провести испытания под реальной нагрузкой. Также важно учитывать температуру окружающей среды, так как биметаллические реле чувствительны к ней.

Заключение

Электродвигатель 5АИ 71 В8 является надежным, универсальным и широко распространенным приводом для промышленных механизмов с низкой частотой вращения. Его конструкция, отработанная десятилетиями, обеспечивает долгий срок службы при соблюдении условий монтажа и эксплуатации. Понимание его технических характеристик, особенностей подключения и областей применения позволяет инженерам и техническим специалистам эффективно интегрировать данный двигатель в существующие и новые технологические процессы, обеспечивая стабильную и бесперебойную работу оборудования.