Электродвигатели АИР 80 У3

Электродвигатели АИР 80 У3: полный технический анализ и особенности эксплуатации

Электродвигатель АИР 80 У3 представляет собой асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором, являющийся базовой моделью в общепромышленной серии АИР. Данный двигатель относится к габариту 80 по высоте оси вращения (80 мм) и предназначен для работы в умеренном климате (климатическое исполнение У3) в условиях, регламентированных стандартами. Он нашел широкое применение в системах вентиляции, насосном оборудовании, станках, конвейерах и прочих механизмах, не требующих регулирования частоты вращения.

Расшифровка обозначения и конструктивное исполнение

Маркировка АИР 80 У3 подлежит следующей расшифровке:

АИР — серия асинхронных двигателей, разработанная в соответствии с ГОСТ Р 51689-2000 (стандарт, гармонизированный с МЭК 60034-1). Ранее обозначалась как 4А, но в настоящее время АИР является общепринятым обозначением.
80 — высота оси вращения вала над плоскостью установки в миллиметрах. Для габарита 80 эта величина составляет 80 мм.
У3 — климатическое исполнение и категория размещения. У — для умеренного климата, 3 — эксплуатация в закрытых помещениях без искусственного регулирования климатических условий, где колебания температуры и влажности воздуха существенно меньше, чем на открытом воздухе (возможны кратковременные периоды с повышенной влажностью).

Конструктивно двигатель АИР 80 У3 состоит из следующих основных узлов:

Статор — неподвижная часть, представляющая собой сердечник из электротехнической стали, набранный из изолированных листов, с уложенной в пазах трехфазной обмоткой. Обмотка соединяется «звездой» или «треугольником» в зависимости от напряжения питающей сети.
Ротор — вращающаяся часть короткозамкнутого типа. Сердечник ротора также набран из листовой стали и имеет пазы, залитые алюминиевым сплавом, образующим одновременно токопроводящие стержни и замыкающие кольца («беличья клетка»).
Корпус (остов) — выполнен из алюминиевого сплава (для габаритов 56-132) или чугуна. Имеет ребристую поверхность для улучшения теплоотдачи.
Подшипниковые щиты — удерживают вал ротора через подшипники качения (обычно шариковые).
Вентилятор и кожух — обеспечивают самовентиляцию двигателя (охлаждение IC 0141). Вентилятор закрыт защитным кожухом.
Клеммная коробка — расположена в верхней части корпуса, обеспечивает подключение питающего кабеля. Имеет возможность разворота на 180°.

Основные технические характеристики и параметры

Двигатели АИР 80 У3 выпускаются с различными числами пар полюсов, что определяет их синхронную частоту вращения. Основные параметры сведены в таблицу.

Таблица 1. Сводные технические параметры электродвигателей АИР 80 У3

Модель (количество полюсов)	Мощность, кВт	Синхронная частота, об/мин	Номинальная частота, об/мин	КПД, η, %	Коэффициент мощности, cos φ	Пусковой ток, Iп/Iн	Пусковой момент, Мп/Мн	Момент инерции ротора, кг·м² (×10⁻⁴)	Масса, кг
АИР 80 А2 У3 (2р)	1.1	3000	~2825	76.0	0.84	6.0	2.2	~4.7	~17
АИР 80 В2 У3 (2р)	1.5	3000	~2850	78.5	0.85	6.5	2.2	~5.2	~18
АИР 80 А4 У3 (4р)	0.55	1500	~1390	70.0	0.76	5.0	2.1	~6.3	~17
АИР 80 В4 У3 (4р)	0.75	1500	~1410	73.0	0.77	5.5	2.2	~7.2	~18
АИР 80 А6 У3 (6р)	0.37	1000	~920	64.0	0.70	4.5	2.0	~8.5	~17
АИР 80 В6 У3 (6р)	0.55	1000	~935	68.0	0.72	5.0	2.1	~9.5	~18

Примечание: Номинальные параметры указаны для работы от сети 380В, 50 Гц. Фактические значения могут незначительно отличаться у различных производителей, но должны соответствовать требованиям ГОСТ.

Схемы подключения и требования к питающей сети

Электродвигатели АИР 80 У3, как правило, выпускаются с возможностью подключения к двум номинальным напряжениям трехфазной сети: 220/380 В или 380/660 В. В клеммную коробку выводится 6 выводов обмотки статора (начала и концы трех фаз), что позволяет переключать обмотки со «звезды» на «треугольник».

Для сети 380 В (наиболее распространенный вариант): обмотки статора соединяются по схеме «звезда» (Y). Напряжение на фазную обмотку при этом составляет 220 В.
Для сети 220 В (через трехфазный преобразователь): обмотки статора соединяются по схеме «треугольник» (Δ). Напряжение на фазную обмотку также составит 220 В.

Переключение схемы необходимо производить в строгом соответствии с паспортными данными двигателя. Неправильное соединение (например, подключение «треугольником» в сеть 380В) приведет к мгновенному выходу двигателя из строя.

Механические характеристики и монтажные размеры

Двигатели габарита 80 имеют три основных исполнения по способу монтажа (по ГОСТ 2479):

IM 1081 — на лапах с двумя подшипниковыми щитами, с одним цилиндрическим концом вала.
IM 2081 — на лапах с двумя подшипниковыми щитами, с фланцем на подшипниковом щите.
IM 3081 — комбинированное исполнение: на лапах и с фланцем.

Наиболее распространено исполнение IM 1081. Основные монтажные размеры для АИР 80 (исполнение IM 1081):

Высота оси вращения, h: 80 мм
Установочный размер по длине станины, l: 125 мм (для 80-го габарита)
Диаметр конца вала, d: 22 мм (для большинства модификаций)
Размер лап: ширина — 100 мм, межосевое расстояние отверстий — 50 мм.

Механическая характеристика двигателя (зависимость момента от скольжения) является «жесткой». В рабочей зоне (от номинальной до нулевой нагрузки) изменение скорости незначительно. Пусковой момент, как видно из таблицы, в 2-2.2 раза превышает номинальный, что позволяет уверенно запускать механизмы с умеренным моментом сопротивления.

Условия эксплуатации и особенности климатического исполнения У3

Исполнение У3 накладывает конкретные ограничения на условия эксплуатации:

Температура окружающей среды: от -45°C до +40°C. Важно отметить, что при отрицательных температурах могут загустевать смазочные материалы в подшипниках, что требует их замены на зимнюю серию (например, Лита-24) или использования подшипников с консистентной смазкой, сохраняющей работоспособность в указанном диапазоне.
Относительная влажность воздуха: до 80% при температуре +25°C и более низких температурах; допускается до 98% при +25°C с учетом конденсации влаги. Помещение должно быть закрытым, без прямого воздействия дождя, снега, брызг.
Высота над уровнем моря: не более 1000 м. При установке на большей высоте необходима корректировка мощности из-за разреженности воздуха и ухудшения охлаждения.
Режим работы: продолжительный (S1) по ГОСТ. Двигатель рассчитан на работу под номинальной нагрузкой неограниченное время до достижения установившейся температуры.

Области применения и типовые приводы

Благодаря своей надежности, стандартизации и невысокой стоимости, двигатели АИР 80 У3 применяются в качестве привода для:

Центробежных насосов малой и средней производительности (водоснабжение, отопление).
Осевых и радиальных вентиляторов (вытяжные системы, дутьевые устройства).
Компрессоров малой мощности.
Конвейеров легкого типа (рольганги, ленточные транспортеры).
Станков (сверлильные, заточные, деревообрабатывающие).
Дымососов и газовых котлов бытового и полупромышленного уровня.

Выбор конкретной модификации (2, 4, 6 полюсов) определяется требуемой частотой вращения рабочего механизма.

Сравнение с двигателями других габаритов и серий

В линейке АИР двигатель 80-го габарита является одним из самых маломощных. Его логическим развитием являются габариты 90, 100 и т.д. с увеличением мощности и момента. В сравнении с двигателями серий АИРС (с повышенным скольжением) или АИРМ (модернизированные), базовый АИР 80 У3 имеет стандартные характеристики и не предназначен для частых пусков или работы в режимах с большим инерционным моментом. При необходимости регулирования скорости требуется использование частотного преобразователя, но необходимо учитывать, что стандартный двигатель с самовентиляцией при длительной работе на низких скоростях может перегреваться из-за снижения эффективности охлаждения.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается исполнение У3 от У2 или У1?

Цифра после климатического обозначения указывает категорию размещения. У1 — для работы на открытом воздухе, У2 — под навесом или в помещении с естественной вентиляцией, где условия близки к наружным, У3 — в закрытых отапливаемых или неотапливаемых помещениях с естественной вентиляцией. У3 — наиболее распространенное исполнение для цехов и технических помещений.

Можно ли использовать двигатель АИР 80 У3 с частотным преобразователем?

Да, можно. Однако для длительной работы на частотах ниже 25-30 Гц рекомендуется обеспечить независимое охлаждение (например, внешний вентилятор). Также при использовании с ПЧ длиной кабеля более 50 метров может потребоваться установка выходного дросселя или синус-фильтра для защиты изоляции обмотки от перенапряжений, вызванных эффектом длинной линии.

Как правильно подобрать тепловую защиту или автомат для данного двигателя?

Номинальный ток двигателя указывается на шильдике. Для АИР 80 В2 У3 (1.5 кВт, 380В) он составляет примерно 3.4 А. Защитный автомат (автоматический выключатель с расцепителем перегрузки) выбирается с номинальным током на 10-20% выше номинального тока двигателя (например, 4А). Тепловое реле на магнитном пускателе настраивается на номинальный ток двигателя. Для защиты от токов короткого замыкания необходимо учитывать пусковой ток (Iп = 6.5*Iн ≈ 22А), поэтому время-токовая характеристика автомата должна допускать такой бросок тока без срабатывания (характеристика «D» или глубокая выдержка у характеристик «B» и «C»).

Какие подшипники используются в двигателях АИР 80 У3 и как часто требуется их смазка?

В большинстве двигателей данного габарита применяются шариковые подшипники закрытого типа (с металлическими или пластиковыми защитными шайбами), предварительно заполненные консистентной смазкой. По современным стандартам они считаются необслуживаемыми на весь срок службы двигателя (при соблюдении условий эксплуатации). Однако в условиях высокой запыленности, влажности или экстремальных температур рекомендуется периодическая (раз в 2-3 года) проверка состояния смазки и подшипников.

Что означает буква «А» или «В» в обозначении, например, АИР 80 В2 У3?

Буквы «А», «В», «С» в рамках одного габарита (80) и числа полюсов (2) обозначают длину сердечника статора (установочный размер по длине). «А» — короткая длина (меньшая мощность), «В» — средняя (большая мощность), «С» — длинная (еще большая мощность). Таким образом, АИР 80 А2 (1.1 кВт) и АИР 80 В2 (1.5 кВт) имеют одинаковую высоту оси и число оборотов, но разную мощность и длину корпуса.

Какой класс изоляции обмотки используется в этих двигателях?

Современные двигатели серии АИР, как правило, изготавливаются с классом нагревостойкости изоляции обмотки «F» (до 155°C). При этом температура перегрева обмотки ограничивается классом «B» (до 130°C) согласно ГОСТ. Это создает запас надежности и увеличивает срок службы изоляции.

Заключение

Электродвигатель АИР 80 У3 является типовым и надежным решением для нерегулируемых приводов малой мощности в условиях умеренного климата внутри помещений. Его технические характеристики, стандартизированные монтажные размеры и широкое распространение делают его основным выбором для множества промышленных и бытовых агрегатов. Правильный подбор по мощности, частоте вращения и схеме подключения, а также соблюдение условий эксплуатации, гарантируют длительный и безотказный срок службы данного электродвигателя.

Электродвигатели АИР 80 У3