Электродвигатели 71B2: конструкция, параметры и область применения
Электродвигатели серии 71B2 представляют собой асинхронные машины с короткозамкнутым ротором, трехфазного тока, общепромышленного исполнения. Данная серия относится к габариту по высоте оси вращения 71 мм и монтажному исполнению B2 (лапы на корпусе, фланец отсутствует). Эти двигатели являются частью единой серии АИР (или аналогичных, производимых по ГОСТ Р 51689-2000, ГОСТ 51689-2000, МЭК 60034-1), что обеспечивает их полную взаимозаменяемость с продукцией большинства отечественных и зарубежных производителей. Основное назначение – привод механизмов, не требующих регулирования частоты вращения: насосов, вентиляторов, компрессоров, станков, конвейеров и другого промышленного оборудования.
Конструктивные особенности и исполнение
Конструкция электродвигателя 71B2 является классической для асинхронных машин малой мощности. Корпус, станина и лапы отливаются из алюминиевого сплава, что обеспечивает значительное снижение массы по сравнению с чугунными аналогами при сохранении необходимой механической прочности. Статор набирается из изолированных листов электротехнической стали для уменьшения потерь на вихревые токи и снабжается трехфазной обмоткой, уложенной в пазы. Короткозамкнутый ротор типа «беличья клетка» изготавливается путем заливки алюминиевого сплава в пазы ротора с одновременным формированием замыкающих колец и вентиляционных лопаток. Подшипниковые щиты, как правило, также алюминиевые, в них устанавливаются шарикоподшипники качения (чаще всего серии 6000 или 6200), смазываемые на весь срок службы пластичной смазкой.
Ключевые особенности исполнения 71B2:
- Степень защиты: Стандартно IP54 (защита от попадания пыли в количестве, нарушающем работу, и брызг воды со всех направлений). Возможно изготовление в IP55.
- Климатическое исполнение: У3 (для умеренного климата) или У2 (для умеренного с возможностью размещения на открытом воздухе). По заказу возможно исполнение для тропического (Т2, Т3) или холодного (ХЛ, УХЛ) климата.
- Класс нагревостойкости изоляции: Стандартно F (до 155°C), что при классе нагрева B (до 130°C) обеспечивает повышенный запас по термостойкости и увеличенный ресурс.
- Режим работы: S1 (продолжительный номинальный режим).
- Способ охлаждения: IC0141 (самовентиляция с помощью крыльчатки на валу двигателя, расположенной под защитным кожухом).
- Направление вращения: Реверсивное (при переключении фаз). Как правило, со стороны выступающего конца вала – правое.
- Мощность: Должна соответствовать или незначительно превышать мощность на валу приводимого механизма с учетом возможных перегрузок. Недостаточная мощность приводит к перегреву и выходу из строя, завышенная – к снижению КПД и cos φ.
- Частота вращения: Определяется числом пар полюсов (2p). Для механизмов с высокими оборотами (центробежные насосы, вентиляторы) выбирают 3000 об/мин (2p=2), для приводов с высоким моментом (шнеки, транспортеры) – 1500 об/мин (2p=4) или 1000 об/мин (2p=6).
- Режим работы: Для продолжительной работы под нагрузкой (S1) двигатели 71B2 подходят оптимально. Для повторно-кратковременных режимов (S3, S4, S5) требуется специальный расчет или выбор двигателя с запасом мощности.
- Условия окружающей среды: Стандартное исполнение У3, IP54 подходит для большинства закрытых помещений. При наличии влаги, химически активной среды или взрывоопасной зоны требуются двигатели специального исполнения (например, взрывозащищенные В3G или с химически стойкой изоляцией).
- Внешний осмотр, очистку от пыли и загрязнений (без разборки).
- Контроль вибрации и шума.
- Измерение тока в фазах под нагрузкой для выявления перекоса и перегрузки.
- Контроль температуры корпуса (на ощупь или пирометром).
- Через 10-15 тыс. часов работы – проверку состояния и при необходимости замену смазки в подшипниках (для двигателей с возможностью пополнения смазки).
- Двигатель не запускается, гудит: Обрыв одной из фаз питания или в обмотке статора («обрыв фазы»).
- Сильный нагрев при нормальной нагрузке: Перегрузка, повышенное напряжение, задевание ротора за статор (износ подшипников), ухудшение условий охлаждения.
- Повышенная вибрация: Неправильная центровка, дисбаланс ротора, ослабление крепления, износ подшипников.
- Шум в подшипниковых узлах: Выработка или загрязнение подшипников, недостаток смазки.
Основные технические параметры и характеристики
Основные параметры двигателей серии 71B2 определяются их мощностью и синхронной частотой вращения (зависящей от числа пар полюсов). Номинальные данные указываются для работы от сети 400 В, 50 Гц, при соединении обмоток статора в «звезду».
| Мощность, кВт | Синхронная частота, об/мин | Номинальный КПД, η, % | Коэффициент мощности, cos φ | Номинальный ток, А (400В) | Кратность пускового тока, Iп/Iн | Кратность пускового момента, Мп/Мн | Кратность максимального момента, Мmax/Мн | Масса, кг (прибл.) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0.37 | 3000 | 70.0 | 0.78 | 0.95 | 5.5 | 2.2 | 2.3 | 5.5 |
| 0.37 | 1500 | 68.0 | 0.67 | 1.1 | 5.0 | 2.1 | 2.3 | 6.0 |
| 0.55 | 3000 | 72.0 | 0.79 | 1.3 | 5.5 | 2.2 | 2.3 | 6.0 |
| 0.55 | 1500 | 70.0 | 0.69 | 1.6 | 5.0 | 2.1 | 2.3 | 7.0 |
| 0.75 | 3000 | 74.0 | 0.79 | 1.7 | 6.0 | 2.2 | 2.3 | 7.5 |
| 0.75 | 1500 | 73.0 | 0.71 | 2.0 | 5.5 | 2.1 | 2.3 | 9.0 |
| 1.1 | 3000 | 76.0 | 0.80 | 2.4 | 6.0 | 2.2 | 2.3 | 9.5 |
| 1.1 | 1500 | 75.0 | 0.73 | 2.8 | 5.5 | 2.1 | 2.3 | 11.0 |
| 1.5 | 3000 | 78.0 | 0.81 | 3.2 | 6.0 | 2.2 | 2.3 | 11.5 |
| 1.5 | 1500 | 77.0 | 0.75 | 3.7 | 5.5 | 2.1 | 2.3 | 14.0 |
Габаритные и установочно-присоединительные размеры двигателей 71B2 строго регламентированы стандартами. Ключевые размеры: высота оси вращения (71 мм), расстояние между отверстиями в лапах по длине и ширине, диаметр и длина выходного конца вала, высота от центра вала до низа лап.
| Параметр | Обозначение | Значение, мм |
|---|---|---|
| Высота оси вращения | H | 71 |
| Длина корпуса | L | В зависимости от длины сердечника (1-я, 2-я длина) |
| Расстояние между отверстиями в лапах вдоль | A | 112 |
| Расстояние между отверстиями в лапах поперек | B | 90 |
| Диаметр отверстия в лапах | d | 12 |
| Диаметр выходного конца вала | d1 | 14 мм (для мощностей до 0.75 кВт часто 12 мм) |
| Длина выходного конца вала | l1 | 30 или 40 |
Выбор, монтаж и эксплуатация
Выбор электродвигателя 71B2 осуществляется на основе анализа следующих условий:
Монтаж осуществляется на жесткой, выверенной по уровню поверхности через отверстия в лапах. Обязательна центровка вала двигателя с валом механизма. Неправильная центровка (радиальное или угловое смещение) является основной причиной вибрации, перегрева подшипников и преждевременного выхода из строя. Для соединения с нагрузкой рекомендуется использовать упругие муфты, компенсирующие незначительные смещения. Перед первым пуском необходимо проверить сопротивление изоляции обмоток (не менее 1 МОм мегаомметром на 500 В), свободное вращение ротора вручную и правильность подключения к сети (соответствие напряжения, схемы соединения «звезда»).
Схемы подключения и управление
Для подключения к трехфазной сети 400В/50Гц обмотки статора двигателя 71B2 соединяются в «звезду» (Y). Клеммная коробка содержит, как правило, 6 выводов (начала и концы трех фаз), что позволяет при необходимости пересоединить обмотки в «треугольник» (Δ) для работы от сети 230В (что в современных условиях применяется редко). Управление пуском и остановом осуществляется через магнитный пускатель или контактор, подобранный по номинальному току двигателя с запасом. Для защиты от токовых перегрузок и короткого замыкания обязательна установка автоматического выключателя с характеристикой срабатывания, учитывающей пусковые токи (например, D), или теплового реле, настроенного на номинальный ток двигателя. Для реверсирования достаточно поменять местами любые две фазы на обмотках статора с помощью двух пускателей в схеме реверсивного пуска.
Техническое обслуживание и диагностика неисправностей
Плановое техническое обслуживание включает в себя:
Типовые неисправности и их причины:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается исполнение B2 от B3 или B5?
Исполнение B2 – двигатель на лапах с двумя лапными щитами. B3 – на лапах с фланцем на подшипниковом щите. B5 – двигатель без лап, только с фланцем со стороны конца вала. Исполнение B2 предназначено для монтажа на общую раму или плиту через лапы.
Можно ли использовать двигатель 71B2 с частотным преобразователем (ЧП)?
Да, но с оговорками. Стандартные двигатели серии АИР не оптимизированы для работы на низких скоростях с ЧП (ухудшение охлаждения) и могут быть чувствительны к высокочастотным составляющим выходного напряжения ЧП (пробой изоляции). Для продолжительной работы в широком диапазоне частот рекомендуется выбирать двигатели с изоляцией класса F или выше, а также независимой вентиляцией (IC416). При использовании с ЧП обязательна установка дросселей или синус-фильтров для защиты обмоток.
Как определить, что обмотки соединены в «звезду»?
В клеммной коробке двигателя 71B2 на 400В при соединении «звезда» будут установлены три перемычки, соединяющие три клеммы (обычно W2, U2, V2). На эти три соединенные клеммы питание не подается. Фазные провода сети подключаются к оставшимся трем клеммам (U1, V1, W1).
Каков средний срок службы двигателя 71B2?
При соблюдении номинальных условий эксплуатации, правильном монтаже и своевременном обслуживании ресурс до капитального ремонта (перемотки) составляет 25 000 – 40 000 часов. Наиболее часто выходят из строя подшипники (через 10-20 тыс. часов), особенно при наличии вибрации или неправильной центровки.
Что означает цифра «2» в обозначении длины сердечника у некоторых моделей (например, 71B2У3)?
Цифра «2» в данном контексте не относится к длине сердечника. «71B2У3» – это полное обозначение, где «71» – габарит, «B2» – монтажное исполнение, «У3» – климатическое исполнение. Длина сердечника (1-я, 2-я или 3-я) указывается отдельной цифрой в конце основной маркировки, например, АИР71А2У3, где «А» – первая длина, «В» – вторая и т.д. Более длинный сердечник обычно соответствует большей мощности при том же габарите.
Заключение
Электродвигатели серии 71B2 являются надежными, унифицированными и экономичными приводами для широкого спектра промышленных механизмов малой мощности. Их выбор, основанный на точном расчете требуемых параметров, корректный монтаж с тщательной центровкой и соблюдение правил эксплуатации являются залогом длительной и безотказной работы. Понимание конструктивных особенностей, технических характеристик, заложенных в таблицах, и типовых неисправностей позволяет специалистам эффективно интегрировать эти двигатели в существующие системы и оперативно решать возникающие в процессе эксплуатации задачи.