Электродвигатели асинхронные АИР

Добавлено 30.10.2025

Электродвигатели асинхронные АИР: конструкция, параметры, применение и эксплуатация

Электродвигатели серии АИР представляют собой трехфазные асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором, сконструированные в соответствии с требованиями стандартов ГОСТ Р 51689-2000 (МЭК 60034-1) и IEC 60034. Аббревиатура «АИР» расшифровывается как «Асинхронные двигатели Интерэлектро Ротор» (по названию разработчика), однако в профессиональной среде закрепилась как общее обозначение массовой серии общепромышленных электродвигателей. Данные двигатели являются прямыми наследниками советской серии 4А и полностью ей взаимозаменяемы по установочно-присоединительным размерам.

Конструктивные особенности и устройство

Конструкция электродвигателя АИР является классической для машин данного типа. Основными узлами являются статор, ротор, корпус с подшипниковыми щитами, вентилятор и клеммная коробка.

Статор состоит из корпуса, сердечника из листов электротехнической стали и трехфазной обмотки, уложенной в пазы. Обмотка может быть выполнена из медного или алюминиевого провода (в модификациях АИРМ). Корпус статора — литой, из чугуна или алюминиевого сплава (для двигателей малой мощности), с ребристой внешней поверхностью для улучшения теплоотвода.
Ротор — короткозамкнутый, типа «беличья клетка». Состоит из вала, сердечника и обмотки, которая представляет собой алюминиевые или медные стержни, залитые в пазы сердечника и замкнутые накоротко торцевыми кольцами. Такая конструкция отличается высокой надежностью и не требует электрического соединения с внешней цепью.
Система охлаждения — самовентилируемая (IC 411 по IEC 60034-6). На валу двигателя со стороны, противоположной выходному концу вала, закреплен центробежный вентилятор, закрытый защитным кожухом. Воздушный поток обдувает ребра корпуса, обеспечивая отвод тепла.
Подшипниковые узлы используют шариковые или роликовые подшипники качения, смазываемые консистентной смазкой на весь срок службы или с периодической заменой в зависимости от исполнения и режима работы.
Клеммная коробка располагается в верхней части корпуса. В большинстве двигателей обмотка статора может быть переключена со схемы «звезда» на схему «треугольник», что позволяет адаптировать двигатель к двум номинальным напряжениям (например, 220/380 В или 380/660 В).

Классификация и основные параметры

Электродвигатели АИР классифицируются по ряду ключевых параметров, которые отражаются в их обозначении и технических характеристиках.

Условное обозначение типа двигателя

Пример: АИР 180 М2 У3

АИР — серия двигателя.
180 — высота оси вращения в мм (габарит).
М — установочный размер по длине станины (S — короткая, M — средняя, L — длинная).
2 — число полюсов (2, 4, 6, 8 и т.д.).
У3 — климатическое исполнение и категория размещения по ГОСТ 15150 (У3 — для умеренного климата, на открытом воздухе).

Основные технические параметры

Номинальная мощность (P_н): от 0.12 кВт до 400 кВт и выше, в зависимости от габарита.
Синхронная частота вращения (n_с): определяется числом полюсов (2p) и частотой сети (f=50 Гц).
Номинальное напряжение (U_н): как правило, 220/380 В, 380/660 В, реже 380 В.
Номинальный КПД (η): зависит от мощности и числа оборотов. С ростом мощности КПД увеличивается.
Номинальный коэффициент мощности (cos φ): также растет с увеличением мощности.
Критический скольжение / пусковой момент: определяет перегрузочную способность и пусковые характеристики.
Степень защиты (IP): чаще всего IP54 (защита от пыли и брызг воды) или IP55 (защита от струй воды).
Класс изоляции: обычно класс F (допустимая температура 155°C) с запасом по нагреву, что обеспечивает работу при температуре охлаждающей среды до +40°C по классу B (130°C).

Таблица 1. Соответствие габарита, мощности и частоты вращения (выборка)

Габарит (высота оси, мм)	Мощность, кВт (для 1500 об/мин, 4 полюса)	Мощность, кВт (для 3000 об/мин, 2 полюса)	Мощность, кВт (для 1000 об/мин, 6 полюсов)
80	1.1	1.5	0.75
112	5.5	7.5	4.0
160	18.5	22	15
225	55	75	45
315	160	200	132

Таблица 2. Зависимость КПД и cos φ от мощности (для 1500 об/мин)

Мощность, кВт	КПД, % (приблизительно)	cos φ (приблизительно)
1.5	78-80	0.81-0.83
7.5	87-88	0.85-0.86
30	91-92	0.88-0.89
90	94-95	0.90-0.91
250	95-96	0.92-0.93

Модификации и специализированные исполнения

Помимо базового исполнения, выпускаются модификации двигателей АИР, адаптированные для различных условий работы:

АИРС — сельскохозяйственного исполнения, с защитой от повышенной влажности и пыли растительного происхождения.
АИРМ — с алюминиевой обмоткой статора (вместо медной).
АИР…Е — однофазные двигатели (220 В) с пусковой обмоткой.
Взрывозащищенные исполнения (АИМ, ВА, 2ВР и др.) — для работы во взрывоопасных зонах (Ex d, Ex e, Ex nA).
Исполнения с повышенным скольжением (АИР…С) — для частых пусков и работы с ударными нагрузками.
Исполнения с фазным ротором (АИРКЗ, 4АНК) — с контактными кольцами на роторе для пуска через реостат или регулирования скорости.
Многоскоростные двигатели (АИР…М/4, АИР…2/4/6) — с переключением числа полюсов для ступенчатого изменения скорости (например, 3000/1500 об/мин).

Области применения и выбор электродвигателя

Двигатели АИР являются основным приводом для большинства промышленных механизмов с постоянной скоростью. Основные области применения:

Насосное оборудование (центробежные, поршневые насосы).
Вентиляторы и дымососы.
Компрессоры поршневые и винтовые.
Конвейеры, транспортеры, элеваторы.
Станки (токарные, фрезерные, сверлильные).
Дробилки, мельницы, смесители.
Лебедки и подъемные механизмы (как часть привода).

Критерии выбора двигателя АИР:

Мощность: Номинальная мощность двигателя должна быть не менее мощности на валу рабочей машины с учетом возможных перегрузок. Недостаточная мощность приводит к перегреву и выходу из строя, завышенная — к снижению КПД и cos φ.
Частота вращения: Определяется требованиями технологического процесса. Для механизмов с высокой скоростью (насосы, вентиляторы) выбирают 2- или 4-полюсные двигатели (3000/1500 об/мин), для низкоскоростных (мешалки, транспортеры) — 6-, 8- или более полюсные.
Режим работы (S1-S10 по IEC 60034-1): Для длительной работы с постоянной нагрузкой применяется режим S1. Для повторно-кратковременных режимов (S3-S5) может потребоваться коррекция мощности или выбор специализированного исполнения.
Условия окружающей среды: Определяют степень защиты (IP), климатическое исполнение (У, ХЛ, Т) и категорию размещения (1, 2, 3, 5). Для влажных и пыльных помещений — не ниже IP54, для открытых площадок — IP55 или IP56.
Способ монтажа: Наиболее распространен IM 1081 (лапы с подшипниковыми щитами) и IM 2081 (лапы с фланцем на подшипниковом щите). Существуют также комбинированные исполнения (IM 3081).
Пусковые характеристики: Для механизмов с тяжелым пуском (дробилки, компрессоры) необходимо проверить соответствие пускового момента двигателя моменту сопротивления механизма.

Эксплуатация, подключение и техническое обслуживание

Подключение и пуск

Перед подключением необходимо проверить соответствие напряжения сети номинальному напряжению двигателя и правильно соединить обмотки («звезда» или «треугольник»). Для прямого пуска (DOL) применяются контакторы или пускатели, подобранные по току двигателя. Для двигателей средней и большой мощности (обычно от 30-37 кВт и выше) для снижения пусковых токов используются схемы пуска «звезда-треугольник», через автотрансформатор или с помощью устройств плавного пуска (УПП).

Техническое обслуживание

Ежедневное/еженедельное: Контроль температуры корпуса и подшипниковых узлов на ощупь или пирометром, контроль вибрации и шума, проверка состояния клеммной коробки.
Ежемесячное/ежеквартальное: Проверка и подтяжка крепежных соединений, очистка наружных поверхностей от пыли и грязи, препятствующих охлаждению.
Ежегодное или раз в 2-3 года: Контроль состояния подшипников, замена смазки (если предусмотрено конструкцией), измерение сопротивления изоляции обмоток мегомметром (не менее 1 МОм для напряжений до 660 В). При снижении сопротивления изоляции требуется сушка обмоток.

Основные неисправности и их причины

Двигатель не запускается или запускается медленно: Обрыв фазы в сети или обмотке, низкое напряжение сети, механическая перегрузка, неисправность пусковой аппаратуры.
Сильный нагрев двигателя: Перегрузка по току, нарушение условий охлаждения (загрязнение ребер), повышенное напряжение или его несимметрия, межвитковое замыкание в обмотке.
Повышенный шум и вибрация Неуравновешенность ротора, износ подшипников, нарушение центровки с приводным механизмом, ослабление крепления двигателя.
Гул в работе с неравномерным вращением: Обрыв в одной из фаз (двигатель работает на двух фазах).

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается двигатель АИР от двигателя 5А, АИРЕ или АД?

Двигатели серий 5А, 6А и т.д. — это более поздние или альтернативные разработки, часто с улучшенными энергетическими показателями (повышенным КПД). АИРЕ — однофазная модификация АИР на 220 В. АД (Асинхронный Двигатель) — общее название, которое может относиться к любой серии, включая АИР.

Как правильно выбрать схему соединения обмоток «звезда» или «треугольник»?

Схема соединения определяется номинальным напряжением двигателя, указанным на шильдике. Если в паспорте указано напряжение 220/380 В, это означает: для сети 220 В (межфазное) обмотки соединяются «треугольником»; для сети 380 В — «звездой». Для двигателя 380/660 В: при 380 В — «треугольник», при 660 В — «звезда». Подключение «звездой» на более низкое напряжение, чем положено для этой схемы, приведет к недогрузке двигателя по моменту.

Каковы реальные эксплуатационные токи двигателя при неполной нагрузке?

Ток двигателя пропорционален нагрузке на валу. При 50% нагрузке ток будет примерно 60-70% от номинального (из-за наличия постоянных потерь). Однако коэффициент мощности при недогрузке значительно падает, что негативно сказывается на энергоэффективности системы.

Можно ли использовать двигатель АИР с частотным преобразователем (ЧП)?

Да, стандартные двигатели АИР пригодны для работы от частотного преобразователя. Однако при длительной работе на низких скоростях (ниже 20-30 Гц) с самовентиляцией возможно перегревание из-за ухудшения охлаждения. Для такого режима рекомендуется выбирать двигатели с независимым вентилятором (IC 416) или снижать нагрузку. Также на высоких частотах (выше 50 Гц) необходимо учитывать механическую прочность ротора и подшипников.

Что означает класс изоляции F и почему двигатель работает с температурой 90°C?

Класс изоляции F определяет максимальную допустимую температуру изоляционных материалов (155°C). Однако рабочая температура обмотки при номинальной нагрузке и температуре охлаждающей среды +40°C обычно не превышает 105-110°C (что соответствует классу B, 130°C). Это запас по нагреву обеспечивает надежность и увеличенный срок службы изоляции. Температура на корпусе при этом обычно на 20-30°C ниже температуры обмотки.

Как часто нужно проводить замену смазки в подшипниках?

Для двигателей с одноразовой закладкой смазки (закрытые подшипники) обслуживание не требуется. Для двигателей с пресс-масленками периодичность зависит от условий работы и типа подшипника. В среднем, для нормальных условий рекомендуется пополнять смазку каждые 4000-5000 часов работы. Использовать необходимо только рекомендованную производителем смазку (чаще всего Литин-24 или его импортные аналоги). Переполнение смазкой так же вредно, как и ее недостаток, так как приводит к перегреву подшипника.

Заключение

Электродвигатели серии АИР составляют основу парка приводных механизмов в промышленности и коммунальном хозяйстве благодаря своей надежности, стандартизированности и широкой доступности. Правильный выбор, монтаж и систематическое техническое обслуживание в соответствии с руководством по эксплуатации обеспечивают их длительную и безотказную работу на протяжении десятилетий. При проектировании новых систем все чаще рассматриваются модернизированные серии с повышенным КПД (IE2, IE3 по IEC 60034-30-1), которые, сохраняя преемственность установочных размеров, позволяют достичь значительной экономии электроэнергии.

Электродвигатели асинхронные АИР