Электродвигатели АИС 71 C2
Электродвигатели АИС 71 C2: полный технический анализ и область применения
Электродвигатели серии АИС 71 C2 представляют собой асинхронные машины с короткозамкнутым ротором, соответствующие современному межгосударственному стандарту ГОСТ IEC 60034-1 (ранее ГОСТ Р 51689-2000, ГОСТ Р 52776-2007). Серия АИС (Асинхронные Исполнения Стандартизированного ряда) является преемником широко известной серии АИР. Индекс «71» обозначает высоту оси вращения вала от лап в миллиметрах, что является ключевым габаритным параметром. Буква «C» указывает на установочный размер по длине станины (в данном случае – средний), а цифра «2» – число полюсов, то есть двигатель является двухполюсным с синхронной частотой вращения 3000 об/мин при питании от сети 50 Гц.
Конструктивные особенности и исполнение
Двигатель АИС 71 C2 построен по классической схеме: неподвижный статор с трехфазной обмоткой, уложенной в пазы, и вращающийся короткозамкнутый ротор типа «беличья клетка». Корпус и основные детали изготавливаются из алюминиевого сплава, что обеспечивает оптимальное соотношение массы, стоимости и теплоотдачи. Станина имеет ребра охлаждения для эффективного отвода тепла. Двигатель соответствует степени защиты IP55 (полная защита от контакта и от пыли; защита от водяных струй с любого направления) и способу охлаждения IC411 (наружное самовентилируемое с вентилятором на валу под защитным кожухом). Климатическое исполнение, как правило, У3 или У2 для умеренного климата, но возможно изготовление и для других условий. Класс нагревостойкости изоляции обмотки статора – F (до 155°C), что при запасе на перегрев обеспечивает работу с температурой по классу B (до 130°C), значительно повышая ресурс.
Основные технические параметры
Ниже приведены ключевые параметры для двигателя АИС 71 C2, которые могут незначительно варьироваться в зависимости от конкретного производителя, но остаются в рамках стандартного ряда.
| Параметр | Значение | Примечание |
|---|---|---|
| Высота оси вращения, мм | 71 | Габаритный размер |
| Номинальная мощность, кВт | ~0.37 — 0.55 | Зависит от длины сердечника (C) |
| Синхронная частота вращения, об/мин | 3000 | Для сети 50 Гц |
| Номинальная частота вращения, об/мин | ~2730 — 2800 | Зависит от нагрузки и скольжения |
| КПД, η, % | ~72 — 76 | По ГОСТ, класс IE2 (стандартный) |
| Коэффициент мощности, cos φ | ~0.81 — 0.83 | При номинальной нагрузке |
| Кратность пускового тока, Iп/Iн | 5.5 — 6.5 | Типовое значение |
| Кратность пускового момента, Мп/Мн | 2.0 — 2.3 | Типовое значение |
| Кратность максимального момента, Мmax/Мн | 2.3 — 2.5 | Типовое значение |
| Масса, кг | ~5.5 — 6.5 | Зависит от мощности и исполнения |
| Степень защиты | IP55 | От пыли и струй воды |
| Класс изоляции | F | С рабочим нагревом по классу B |
| Способ монтажа | IM 1081 (лапы) | Возможно исполнение IM 2081 (фланец) или IM 3081 (лапы+фланец) |
Механические характеристики и моментные параметры
Двигатель АИС 71 C2 обладает жесткой механической характеристикой: незначительное изменение момента нагрузки приводит к малому изменению частоты вращения. Это критически важно для оборудования, требующего стабильных оборотов. Пусковой момент в 2-2.3 раза превышает номинальный, что позволяет уверенно запускать вентиляторы, насосы и прочие механизмы с умеренным моментом сопротивления при пуске. Максимальный (критический) момент в 2.3-2.5 раза выше номинального, обеспечивая устойчивую работу при кратковременных перегрузках. Для наглядности зависимости момента от скольжения (оборотов) можно представить следующую таблицу характерных точек:
| Режим работы | Скольжение, s | Относительный момент, М/Мн | Примечание |
|---|---|---|---|
| Пуск (s=1) | 1.0 | 2.0 — 2.3 | Момент в момент включения |
| Максимальный момент | ~0.12 — 0.15 | 2.3 — 2.5 | Пиковая перегрузочная способность |
| Номинальный режим | ~0.067 — 0.09 | 1.0 | Рабочая точка |
| Синхронная скорость (идеальный холостой ход) | 0 | 0 | Теоретическое значение |
Энергоэффективность и классы IE
Согласно международной классификации IEC 60034-30-1 и ее аналогам в ЕАЭС, электродвигатели подразделяются на классы энергоэффективности: IE1 (стандартный), IE2 (повышенный), IE3 (премиум), IE4 (суперпремиум). Двигатели серии АИС 71 C2 базового исполнения, как правило, соответствуют классу IE2. Это достигается за счет оптимизации магнитной системы (использование электротехнической стали с низкими удельными потерями), улучшенной геометрии пазов и воздушного зазора, а также применения меди с высокой проводимостью. Для достижения классов IE3 и выше в двигателях такой мощности часто применяются технологии, включающие использование постоянных магнитов (двигатели с PM-синхронным ротором), что выходит за рамки стандартной серии АИС.
Область применения и выбор配套ного оборудования
Благодаря высокой частоте вращения и компактности, двигатели АИС 71 C2 находят широкое применение в системах, где не требуется высокий пусковой момент, но важны обороты.
- Вентиляционное оборудование: приточные и вытяжные установки, крышные вентиляторы, вентиляторы дымоудаления малой производительности.
- Насосное оборудование: циркуляционные насосы систем отопления и водоснабжения, маломощные консольные насосы, насосы для химических дозировок.
- Оборудование для автоматизации и приводы задвижек: в составе редукторных мотор-редукторов для управления арматурой.
- Станки и промышленное оборудование: шлифовальные, заточные, сверлильные станки малой мощности, компрессоры, воздуходувки.
- Пусковое устройство: Для прямого пуска от сети необходим автоматический выключатель или предохранители с характеристикой отключения, выдерживающей пусковой ток (тип D для автоматов). Для плавного пуска или регулирования скорости требуется частотный преобразователь, рассчитанный на мощность не менее 0.55 кВт с векторным или скалярным управлением.
- Защита: Обязательна защита от короткого замыкания и перегрузки (тепловое реле или цифровой расцепитель). Для защиты от работы на двух фазах эффективны мониторы фаз.
- Соединение: Обмотка статора, как правило, позволяет подключение по схемам «звезда» (Y) на напряжение 380 В или «треугольник» (Δ) на напряжение 220 В. В большинстве случаев используется «звезда» для сетей 380/660 В.
- Ток потребления по фазам (не должен превышать номинальный с учетом коэффициента загрузки).
- Уровень вибрации (для данного габарита обычно не более 2.8 мм/с).
- Температуру корпуса (нагревание не должно превышать 80-90°C на ощупь, что соответствует классу нагрева B).
- Чистоту вентиляционных каналов и кожуха.
При выборе配套ного оборудования необходимо учитывать:
Монтаж, эксплуатация и обслуживание
Монтаж двигателя АИС 71 C2 осуществляется на ровную, жесткую, выверенную по уровню поверхность через лапы. Крепежные отверстия имеют стандартные размеры согласно габариту. Крайне важна точная центровка вала двигателя с валом рабочего механизма. Несоосность более 0.05 мм вызовет повышенную вибрацию, износ подшипников и преждевременный выход из строя. Рекомендуется использование эластичных муфт. В процессе эксплуатации необходимо контролировать:
Техническое обслуживание включает периодическую (раз в 1-2 года в зависимости от режима работы) замену смазки в подшипниках. В двигателях данного типоразмера обычно используются подшипники качения закрытого типа, не требующие частой замены смазки, но в условиях интенсивной работы процедура необходима.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается АИС 71 C2 от старого аналога АИР 71 A2?
Серия АИС является модернизированным и стандартизированным по международным нормам (IEC) развитием серии АИР. Основные отличия: повышенный класс энергоэффективности (IE2 у АИС против IE1 у большинства АИР), унификация установочных размеров с европейскими аналогами (например, серией МS от Siemens), использование изоляции класса F вместо B при сохранении рабочего нагрева по классу B, что повышает надежность. Габаритные размеры и масса могут незначительно отличаться.
Можно ли использовать этот двигатель с частотным преобразователем?
Да, двигатели серии АИС пригодны для работы от частотного преобразователя (ЧП). Однако для длительной работы на низких оборотах (менее 20-25% от номинальной) при высоком моменте требуется независимое вентилирование, так как собственная вентиляция на валу теряет эффективность. При использовании с ЧП рекомендуется выполнять симметрирование и возможно усиление изоляции обмоток первых витков для подавления высокочастотных перенапряжений (dV/dt). Для данного двигателя подойдет любой ЧП с выходным током не менее 1.5-2 А.
Каков реальный ресурс двигателя до капитального ремонта?
Средний назначенный срок службы двигателей АИС при соблюдении условий эксплуатации (номинальная нагрузка, чистая окружающая среда, температура не выше +40°C) составляет 15 000 – 20 000 моточасов. Ресурс до первого капитального ремонта (перемотки) сильно зависит от количества пусков, перегрузок и качества питающей сети. В штатных условиях он может превышать 30 000 – 40 000 часов. Наиболее частой причиной выхода из строя является износ подшипников, который происходит раньше, чем деградация изоляции обмотки.
Что означает буква «C» в обозначении и бывают ли другие варианты?
Буква «C» обозначает установочный размер по длине станины (длину сердечника) в рамках одной высоты оси вращения (71 мм). Существуют также исполнения «A» (самая короткая станина, меньшая мощность) и «B», «C», «D» (увеличенная длина, большая мощность). Для габарита 71 обычно доступны исполнения A и C. АИС 71 C2 имеет большую мощность по сравнению с АИС 71 A2 за счет увеличенной активной длины и, соответственно, большего вращающего момента.
Как правильно подобрать тепловое реле для защиты двигателя?
Номинальный ток двигателя АИС 71 C2 мощностью 0.37 кВт при 380В, Y составляет примерно 0.95-1.0 А, для 0.55 кВт – около 1.4-1.5 А. Тепловое реле (например, РТЛ или аналог в составе пускателя ПМЛ) следует выбирать по этому току. Уставка реле выставляется на номинальный ток двигателя. Для обеспечения защиты от работы на двух фазах рекомендуется использовать реле с функцией фазового контроля или отдельный монитор фаз, так как тепловое реле может не сработать при обрыве одной фазы в режиме малой нагрузки.
Какие подшипники используются в данном двигателе и какова процедура их смазки?
В двигателе АИС 71 C2 со стороны вала (DE) обычно устанавливается шариковый подшипник 6204-2Z или 6204-2RS (закрытый, с двухсторонним уплотнением), со стороны противоположной валу (NDE) – 6203-2Z/2RS. В стандартном исполнении это подшипники, не требующие пополнения смазки в течение всего срока службы («закрытый» тип). Однако в условиях высоких температур, влажности или вибрации производители рекомендуют периодически (раз в 1-2 года) проводить регламентные работы по замене смазки. Для этого необходимо снять защитные крышки, удалить старую смазку, промыть подшипник и заполнить его на 1/3-1/2 объема пластичной смазкой для электродвигателей (например, LiTIMOL 24 или аналогом).