Электродвигатели АИС 80 B4

Электродвигатели АИС 80 B4: полный технический анализ

Электродвигатель АИС 80 B4 представляет собой асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором, соответствующий международному стандарту IEC 60034 и его российской модификации — ГОСТ Р МЭК 60034-1-2014. Модель относится к серии АИС (Асинхронные Исполнения Стандартизированные), которая пришла на смену устаревшей серии АИР. Индекс «80» обозначает высоту оси вращения вала в миллиметрах, что является ключевым габаритным параметром, а «B4» указывает на исполнение по способу монтажа — фланцевое крепление.

Конструктивные особенности и расшифровка обозначения

Полное обозначение двигателя, например, АИС 80 А4, расшифровывается следующим образом:

• АИС — Асинхронный Исполнения Стандартизированный (межгосударственный стандарт).
• 80 — Высота оси вращения вала от плоскости установки (R). Для данной модели R = 80 мм.
• А — Условная длина сердечника статора (первая длина, «короткая»). Может быть также В, С и т.д.
• 4 — Число полюсов. В данном случае — 4 полюса, что соответствует синхронной частоте вращения 1500 об/мин при частоте сети 50 Гц.
• B4 — Исполнение по способу монтажа. B4 — двигатель на лапах с фланцем на станине (комбинированное крепление).

Конструктивно двигатель состоит из литого алюминиевого корпуса (для машин малой мощности), сердечника статора с трехфазной обмоткой, короткозамкнутого ротора типа «беличья клетка», подшипниковых щитов с шарикоподшипниками качения, вентилятора и вентиляционного кожуха. Класс нагревостойкости изоляции обмотки, как правило, F (до 155°C), с рабочим превышением температуры по классу B (до 80°C), что обеспечивает повышенный запас по термостойкости и долговечность.

Основные технические характеристики

Двигатели серии АИС 80 являются маломощными. Их номинальная мощность лежит в диапазоне от 0.75 до 1.5 кВт в зависимости от длины сердечника (А, В). Основные параметры для сети 50 Гц, 380 В представлены в таблице.

Таблица 1. Технические параметры электродвигателей АИС 80 B4 (50 Гц, 380 В)

Модель	Мощность, кВт	Синхронная частота, об/мин	Номинальная частота, об/мин	КПД, η, %	Коэффициент мощности, cos φ	Номинальный ток, А	Пусковой ток, Iп/Iн	Пусковой момент, Мп/Мн	Максимальный момент, Мmax/Мн	Масса, кг (прим.)
АИС 80 А4 B4	0.75	1500	1360-1400	72.0	0.76	1.9	5.0	2.2	2.4	8.5
АИС 80 В4 B4	1.5	1500	1380-1420	76.0	0.80	3.4	5.5	2.2	2.4	10.5

Исполнения по способу монтажа и степени защиты

Исполнение B4 является комбинированным: двигатель имеет лапы для крепления на горизонтальной поверхности и фланец со свободным доступом к валу со стороны привода. Это расширяет возможности его установки в составе насосных агрегатов, вентиляционных установок и другого оборудования, где требуется фланцевое соединение. Помимо B4, для габарита 80 доступны и другие монтажные исполнения, например, B3 (только лапы), B5 (фланец без лап), B14/B34 (лапы с фланцем на противоположной стороне).

Стандартная степень защиты корпуса — IP55. Это означает:

• 5 — Защита от пыли. Пыль может проникать внутрь в неопасном количестве, не нарушая работу двигателя.
• 5 — Защита от водяных струй. Защита от струй воды с любого направления.

Такая степень защиты позволяет эксплуатировать двигатель в условиях повышенной запыленности и влажности, на открытом воздухе (под навесом).

Климатическое исполнение и условия эксплуатации

Стандартное климатическое исполнение для умеренного климата — У3 по ГОСТ 15150. Это означает эксплуатацию в макроклиматическом районе с умеренным климатом, на открытом воздухе при температуре окружающей среды от -45°C до +40°C. Двигатели рассчитаны на работу на высоте до 1000 метров над уровнем моря. Допускается работа при номинальной нагрузке в диапазоне напряжения сети ±5% от номинального и отклонении частоты ±2.5%.

Области применения

Благодаря компактным размерам, надежности и стандартизированным присоединительным размерам, двигатели АИС 80 B4 нашли широкое применение в качестве привода маломощного оборудования:

• Циркуляционные и повысительные насосы в системах отопления и водоснабжения.
• Вентиляторы и вытяжные установки малой производительности.
• Дозаторы, конвейеры легкого типа, транспортеры.
• Станки для обработки дерева, пластика и металла (точильные, сверлильные).
• Компрессоры и другое оборудование пищевой, медицинской, полиграфической промышленности.

Сравнение с предыдущими сериями и аналогами

Серия АИС является эволюционным развитием серии АИР. Основные отличия АИС от АИР:

• Полное соответствие стандартам IEC, что упрощает импортозамещение и интеграцию с иностранным оборудованием.
• Повышенный КПД. Двигатели АИС изначально проектировались с учетом требований к энергоэффективности.
• Унификация присоединительных размеров по международным нормам.
• Стандартно высокая степень защиты IP55 (у АИР часто IP54).

Прямыми зарубежными аналогами являются двигатели серий IE1/IE2 (классы эффективности) европейских и азиатских производителей с высотой оси вращения 80 мм (например, Siemens 1LE0, WEG W22, ABB M2BA).

Подключение и схемы управления

Двигатель АИС 80 B4 имеет три вывода обмотки статора, расположенные в клеммной коробке. Стандартные схемы подключения к трехфазной сети 380 В:

• «Звезда» (Y) — для работы на номинальном напряжении 380В. Концы всех трех фазных обмоток соединяются в одной точке, начала подключаются к сети.
• «Треугольник» (Δ) — для работы на номинальном напряжении 220В (в трехфазной сети 220В, что встречается реже). Обмотки соединяются последовательно в кольцо.

Для защиты и управления двигателем минимально необходимый комплект аппаратуры включает: автоматический выключатель или предохранители для защиты от токов короткого замыкания, контактор для коммутации, тепловое реле или современный электронный защитный аппарат (мотор-автомат) для защиты от перегрузки и обрыва фазы. Для реверса используется схема с двумя контакторами.

Техническое обслуживание и диагностика

Плановое техническое обслуживание асинхронных двигателей серии АИС 80 B4 включает:

• Внешний осмотр и очистку от загрязнений, обеспечение свободного прохода охлаждающего воздуха.
• Контроль вибрации и уровня шума.
• Проверку состояния подшипников. Смазка подшипников, как правило, не требуется, так как они являются закрытыми, необслуживаемыми (с пожизненной закладкой смазки). При выходе из строя подшипник подлежит замене.
• Измерение сопротивления изоляции обмоток мегомметром на 500 В. Нормативное значение — не менее 1 МОм при температуре 25°C. На практике для исправного двигателя оно составляет десятки и сотни МОм.
• Контроль величины рабочего тока, который не должен превышать номинальное значение.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается АИС 80 А4 от АИС 80 В4?

Отличие заключается в длине сердечника статора, что напрямую влияет на номинальную мощность двигателя. При одинаковой высоте оси вращения (80 мм) двигатель с условной длиной «В» имеет более длинный сердечник и, следовательно, большую мощность (1.5 кВт против 0.75 кВт у длины «А»). Габаритные и установочные размеры по лапам и фланцу у них идентичны, но общая длина двигателя «В» больше.

Можно ли использовать двигатель АИС 80 B4 с частотным преобразователем (ЧП)?

Да, можно. Стандартные двигатели АИС 80 пригодны для работы от частотного преобразователя. Однако для обеспечения долговечности обмотки при длительной работе на низких скоростях (с собственным вентилятором) может потребоваться внешнее принудительное охлаждение. Рекомендуется использовать ЧП с синус-фильтром или dU/dt-фильтром, особенно при большой длине кабеля между ЧП и двигателем, для снижения пиковых напряжений на обмотке.

Какие подшипники установлены в двигателе АИС 80 B4?

Как правило, со стороны вала (DE) и со стороны противоположного конца вала (NDE) устанавливаются шарикоподшипники качения закрытого типа. Типоразмеры распространены и стандартизированы. Например, часто используются подшипники серии 6204 или 6205 (зависит от производителя и модификации). Они являются необслуживаемыми (с закладной консистентной смазкой).

Что означает класс изоляции F и почему рабочее превышение температуры класса B?

Класс изоляции F определяет термостойкость изоляционных материалов обмотки. Материалы класса F выдерживают температуру до 155°C. Однако двигатель спроектирован так, что при номинальной нагрузке и в стандартных условиях охлаждения рабочая температура обмотки не превышает 80°C сверх температуры окружающей среды (40°C), что соответствует классу нагрева B (макс. 120°C). Это создает значительный запас прочности, повышая надежность и срок службы изоляции.

Как правильно подобрать конденсатор для запуска данного двигателя в однофазной сети?

Трехфазные двигатели АИС 80 B4 не предназначены для прямого подключения к однофазной сети 220В. Для этого требуется использование фазосдвигающих конденсаторов. Существуют схемы подключения «треугольник» с рабочими и пусковыми конденсаторами. Приблизительная емкость рабочего конденсатора (Cр) для мощности 1.5 кВт рассчитывается по формуле: Cр [мкФ] ≈ (4800

• I) / U, где I — номинальный ток при соединении в «треугольник» на 220В, U — напряжение. Для двигателя 1.5 кВт это примерно 50-100 мкФ на напряжение не менее 400-450 В. Пусковой конденсатор (Сп) выбирается в 2-3 раза больше. Такой режим является нештатным, приводит к снижению мощности (до 70%) и перегреву, поэтому рекомендуется только в исключительных случаях.

Каковы основные причины выхода из строя двигателей АИС 80?

Наиболее частые причины отказов:

• Межвитковое замыкание в обмотке статора из-за перегрева, старения изоляции или воздействия влаги.
• Износ или разрушение подшипников, ведущее к заклиниванию ротора или касанию статора.
• Попадание влаги и конденсата внутрь корпуса при нарушении условий эксплуатации.
• Работа в режиме перегрузки или при несимметрии фазных напряжений.
• Механические повреждения вала или корпуса.

Заключение

Электродвигатель АИС 80 B4 является типовым представителем современного поколения малогабаритных асинхронных машин, сочетающим в себе полную стандартизацию по международным нормам, высокую надежность за счет запаса по изоляции и степени защиты IP55, а также универсальность монтажа благодаря комбинированному исполнению B4. Его технические характеристики оптимально подходят для широкого спектра маломощных приводов в промышленности и ЖКХ. Правильный подбор, монтаж и соблюдение условий эксплуатации, предписанных производителем, гарантируют длительный и безотказный ресурс работы данного оборудования.