Электродвигатели АИР 71 А8

Электродвигатели АИР 71 А8: полный технический анализ и область применения

Электродвигатель АИР 71 А8 представляет собой асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором, трехфазный, общепромышленного исполнения. Модель относится к серии АИР, которая является российской интерпретацией международной серии IEC и пришла на смену устаревшей серии А. Индекс «71» обозначает высоту оси вращения вала от лап до центра вала, выраженную в миллиметрах (71 мм). Буква «А» указывает на вариант установочных размеров по ГОСТ (основной), а цифра «8» соответствует количеству полюсов, что определяет синхронную частоту вращения, равную 750 об/мин. Данный двигатель предназначен для продолжительного режима работы S1 от сети переменного тока частотой 50 Гц и напряжением 380 В.

Конструктивные особенности и исполнения

Двигатель АИР 71 А8 выполнен в закрытом обдуваемом исполнении (IP54). Конструкция включает в себя литой алюминиевый корпус (для габаритов 71 и ниже), чугунные щиты подшипников, статор, собранный из листов электротехнической стали с уложенной в пазы трехфазной обмоткой, и короткозамкнутый ротор типа «беличья клетка». Вал вращается на подшипниках качения, которые требуют периодической замены смазки. Для охлаждения на валу со стороны, противоположной выходному концу, закреплен вентилятор, закрытый защитным кожухом.

В зависимости от требований заказчика, двигатель может поставляться в различных климатических исполнениях (У, УХЛ, Т) и категориях размещения (1-5). Стандартно двигатели АИР 71 А8 изготавливаются на лапах (IM1081), но также доступны варианты комбинированного крепления (лапы + фланец, IM2081). Направление вращения – реверсивное. Клеммная коробка, как правило, расположена сверху, возможен поворот на 90 или 180 градусов по специальному заказу.

Основные технические характеристики

Ключевые параметры двигателя АИР 71 А8 определяются его местом в линейке мощностей. Для данного габарита и числа полюсов характерны следующие номинальные показатели.

Механические характеристики и момент на валу

Двигатели с 8 полюсами характеризуются высоким пусковым и рабочим моментом при низкой частоте вращения. Механическая характеристика АИР 71 А8 – жесткая. Скольжение при номинальной нагрузке составляет примерно 6-7%. Номинальный вращающий момент рассчитывается по формуле: M_Н = 9550

• P_Н / n_Н, где P_Н в кВт, n_Н в об/мин. Для АИР 71 А8 номинальный момент составляет примерно 5 Н·м.

Таблица 2. Параметры моментов для АИР 71 А8

Тип момента	Расчетное значение	Пояснение
Номинальный момент, MН	~5 Н·м	Момент при номинальной мощности и частоте вращения
Пусковой момент, Mп	~9 Н·м	Момент при пуске (s=1)
Минимальный момент, Mmin	~6,6 Н·м	Наименьшее значение момента на кривой M(s)
Максимальный момент, Mmax	~11 Н·м	Критический момент, момент опрокидывания

Схемы подключения и пуск

Обмотки статора двигателя АИР 71 А8 рассчитаны на номинальное фазное напряжение 220 В. При питании от трехфазной сети 380/660 В возможны две основные схемы подключения:

• «Треугольник» (Δ): Напряжение питания – 380 В. Это основное и номинальное подключение для данного двигателя в сети 380 В. Выводы обмоток U1, V1, W1 подключаются к началам фаз сети, а U2, V2, W2 соединяются между собой.
• «Звезда» (Y): Напряжение питания – 660 В. В сети 380 В по схеме «звезда» данный двигатель работать не может, так как напряжение на обмотке будет в √3 раз меньше (220 В), что приведет к значительной потере момента.

Пуск двигателя АИР 71 А8 мощностью 0,37 кВт, как правило, осуществляется прямым включением в сеть (Direct-On-Line, DOL). Кратность пускового тока (4,5) и относительно небольшая номинальная мощность позволяют это делать без существенного влияния на сеть. Для плавного пуска или регулирования скорости могут применяться частотные преобразователи, что требует двигателей с изоляцией, усиленной для работы с ШИМ.

Область применения и типовые приводы

Низкооборотные двигатели с высоким моментом, такие как АИР 71 А8, находят применение в механизмах, требующих невысокой скорости вращения и значительного усилия, либо в приводах, где снижение скорости предпочтительнее осуществлять за счет конструкции двигателя, а не редуктора. Типовые области применения:

• Привод вентиляторов и дымососов большой производительности с низкой частотой вращения рабочего колеса.
• Привод шнековых и винтовых конвейеров, транспортеров с небольшой скоростью перемещения.
• Привод мешалок и смесителей для вязких сред.
• Привод подъемных механизмов (лебедок, талей) с редукторным преобразованием.
• В составе насосных установок (плунжерных, шестеренных).
• Оборудование для деревообработки (круглопильные станки с большим диаметром пилы).

Выбор, монтаж и эксплуатация

При выборе двигателя АИР 71 А8 для замены или проектирования нового привода необходимо учитывать:

• Совпадение установочных и присоединительных размеров по ГОСТ 2479 (или IEC). Ключевые размеры: высота оси вращения (71 мм), расстояния между отверстиями лап, диаметр и длина выходного конца вала.
• Режим работы (S1 – продолжительный). Для других режимов (S3, S6 и т.д.) необходим пересчет мощности.
• Условия окружающей среды: температура (стандартно от -40°C до +40°C), запыленность, наличие химически активных веществ. При необходимости выбирается соответствующее климатическое исполнение и материал корпуса (например, АИМ – алюминиевый, АИР – чугунный для больших габаритов).
• Совместимость с существующей аппаратурой управления: контакторы, тепловые реле, автоматические выключатели должны быть выбраны по номинальному току двигателя (1,3 А).

Монтаж должен обеспечивать надежное крепление, соосность с приводимым механизмом, свободный доступ для обслуживания и вентиляции. Обязательно требуется заземление. В процессе эксплуатации необходимо проводить периодическое техническое обслуживание: контроль вибрации, проверка состояния подшипников и их смазки (тип смазки – Литол-24 или аналог), очистка наружных поверхностей, контроль сопротивления изоляции обмоток мегаомметром.

Сравнение с аналогами и модернизированными сериями

Серия АИР, включая модель 71 А8, является морально устаревающей, хотя и широко распространенной. На смену ей приходят энергоэффективные серии, соответствующие стандартам IE.

Таблица 3. Сравнение АИР 71 А8 с модернизированными аналогами

Параметр / Серия	АИР 71 А8 (IE1)	АИРМ 71 А8 (IE2)	АИРС 71 А8 (IE3)	Зарубежный аналог (например, Siemens 1LA7)
Класс энергоэффективности	IE1 (стандартный)	IE2 (повышенный)	IE3 (премиум)	IE3/IE4
КПД, η	67,5%	~75%	~78% и выше	~80% и выше
Материал корпуса	Алюминий	Алюминий/Чугун	Чугун	Чугун
Уровень шума	Стандартный	Сниженный	Сниженный	Сниженный
Стоимость	Низкая	Средняя	Высокая	Высокая

Переход на двигатели классов IE2 и IE3 обусловлен требованиями международных и российских стандартов по энергосбережению. Замена АИР на АИРС или аналогичную серию при круглосуточной работе окупается за счет экономии электроэнергии за 1-3 года.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. Какое реальное количество оборотов у двигателя АИР 71 А8 под нагрузкой?

Синхронная частота вращения для 8-полюсного двигателя при 50 Гц составляет 750 об/мин. Номинальное скольжение для данной модели – около 6.5-7%. Следовательно, номинальная частота вращения под нагрузкой будет примерно 700-705 об/мин.

2. Можно ли подключить этот двигатель в однофазную сеть 220 В?

Да, но только с использованием пусковых и рабочих конденсаторов, что ведет к значительной потере мощности (до 30-50%) и момента. Для этого обычно применяют схемы «треугольник» с конденсаторами. Номинальная мощность двигателя в таком режиме составит около 0,18-0,25 кВт. Для постоянной эксплуатации в однофазной сети рекомендуется выбирать специальные двигатели.

3. Как расшифровать полную маркировку, например, АИР 71 А8 У2?

• АИР: Серия асинхронного двигателя (А – асинхронный, И – унифицированное исполнение, Р – привязка мощностей к стандартам IEC).
• 71: Высота оси вращения (71 мм).
• А: Установочный размер по длине станины (вариант «А» – основной).
• 8: Число полюсов (8).
• У2: Климатическое исполнение (У – для умеренного климата) и категория размещения (2 – для работы в закрытых помещениях с естественной вентиляцией).

4. Какие подшипники установлены в двигателе и как часто их нужно смазывать?

В двигателе АИР 71 А8, как правило, используются шариковые радиальные подшипники: со стороны привода – №6204, со стороны противопривода – №6204 или аналоги. Периодичность пополнения смазки указана в паспорте и зависит от режима работы. Для стандартного режима S1 при нормальных условиях – примерно каждые 4000-5000 часов работы. Используется пластичная смазка типа Литол-24, ЦИАТИМ-201 или их импортные аналоги. Пересмазка должна проводиться в строго регламентированном количестве во избежание перегрева подшипников.

5. Почему у 8-полюсного двигателя такой низкий коэффициент мощности (cos φ = 0.61)?

Низкий коэффициент мощности характерен для двигателей с большим числом полюсов. Это связано с конструктивными особенностями: увеличенным магнитным рассеянием, большим воздушным зазором и относительно высокой долей намагничивающего тока в общем токе статора. Для компенсации низкого cos φ и снижения потерь в сети рекомендуется использовать батареи конденсаторов (устройства компенсации реактивной мощности – УКРМ) непосредственно у потребителей.

6. Что означает степень защиты IP54 и достаточно ли ее для влажного цеха?

Степень защиты IP54 расшифровывается так: «5» – защита от пыли (проникновение пыли не полностью исключено, но она не должна проникать в количестве, нарушающем работу); «4» – защита от брызг воды, падающих с любого направления. Для большинства влажных производственных помещений этой степени защиты достаточно. Однако для сред с прямым попаданием струй воды (мойки, outdoor-установки без козырька) требуются двигатели со степенью защиты IP55/IP65.

7. Какой аналог двигателя АИР 71 А8 можно выбрать для замены с целью повышения энергоэффективности?

Прямыми функциональными аналогами с более высоким классом КПД являются двигатели серий:

• Отечественные: АИРМ 71 А8 (класс IE2, КПД ~75%), АИРС 71 А8 (класс IE3, КПД ~78%).
• Импортные: двигатели серий Siemens 1LE1, WEG W22, ABB M3AA, соответствующие классам IE3 и выше.

При замене необходимо тщательно сверять установочные и присоединительные размеры по каталогам.