Электродвигатели серии АИР 56 представляют собой трехфазные асинхронные машины с короткозамкнутым ротором, относящиеся к 56-й габаритной высоте оси вращения по ГОСТ 2479 (56 мм). Данные двигатели являются одними из самых компактных и массово применяемых в составе промышленного оборудования, систем вентиляции, насосных агрегатов и станков малой мощности. Конструкция и параметры двигателей АИР 56 полностью соответствуют требованиям международных стандартов IEC 60034 и национальных стандартов ГОСТ Р 51689-2000, что обеспечивает их взаимозаменяемость с аналогами зарубежного производства серий IE1 (Standard Efficiency).
Двигатели АИР 56 имеют классическую конструкцию, состоящую из двух основных узлов: неподвижного статора и вращающегося ротора. Корпус, станина и подшипниковые щиты изготавливаются из алюминиевого сплава, что обеспечивает малый вес и эффективное охлаждение. На корпусе расположены ребра, увеличивающие площадь теплоотдачи. Двигатели исполнения АИР 56 являются полностью закрытыми, обдуваемыми (IP54 или IP55), что означает защиту от попадания внутрь пыли и водяных струй. Охлаждение осуществляется внешним вентилятором, расположенным под защитным кожухом на валу двигателя.
Сердечник статора набирается из изолированных листов электротехнической стали для снижения потерь на вихревые токи. В его пазы укладывается трехфазная обмотка, выполненная из медного провода с теплостойкой изоляцией класса F (до 155°C), что обеспечивает эксплуатацию при температуре окружающей среды до 40°C. Ротор — короткозамкнутый, типа «беличья клетка», отливается из алюминиевого сплава. Вал двигателя выполнен из стали, его выходной конец имеет цилиндрическую форму. Для подключения к сети используется клеммная коробка, расположенная в верхней части корпуса. Подшипниковые узлы, как правило, используют шарикоподшипники качения, не требующие дополнительной смазки в течение всего срока службы.
Габаритный размер АИР 56 определяет его установочные и присоединительные размеры, которые стандартизированы. Ключевым параметром является мощность, которая для данной габаритной высоты варьируется. Двигатели АИР 56 выпускаются на следующие основные синхронные частоты вращения: 3000 об/мин (2 полюса), 1500 об/мин (4 полюса), 1000 об/мин (6 полюсов) и 750 об/мин (8 полюсов). Реальная частота вращения ротора под нагрузкой (асинхронная) ниже синхронной на величину скольжения (примерно 2-5%).
Таблица 1. Основные технические характеристики двигателей АИР 56 (на примере исполнения 1500 об/мин, 4 полюса)
| Модель двигателя | Мощность, кВт | Частота вращения, об/мин | КПД, % | cos φ | Пусковой ток / Номинальный ток (Iп/Iн) | Масса, кг |
|---|---|---|---|---|---|---|
| АИР 56 А2 | 0.18 | ~2840 | 63 | 0.78 | 5.0 | 2.3 |
| АИР 56 В2 | 0.25 | ~2840 | 66 | 0.79 | 5.0 | 2.5 |
| АИР 56 А4 | 0.12 | ~1380 | 56 | 0.66 | 4.5 | 2.3 |
| АИР 56 В4 | 0.18 | ~1380 | 60 | 0.69 | 4.5 | 2.5 |
Следует отметить, что КПД двигателей малой мощности, к которым относится АИР 56, относительно невысок, что является общей технологической особенностью. Для улучшения энергоэффективности в настоящее время разработаны и выпускаются модификации двигателей серии АИРЭ (или АИР с индексом Е), соответствующие классу IE2 (High Efficiency).
Двигатели АИР 56 изготавливаются в основном в исполнении по способу монтажа IM 1081 (лапы с одним цилиндрическим концом вала) или IM 2081 (лапы с фланцем на щите). Основные установочные размеры регламентируются стандартом. Для исполнения на лапах ключевыми являются: высота оси вращения (56 мм), расстояние между отверстиями в лапах по длине (90 мм) и ширине (71 мм), диаметр выходного конца вала (9 мм для 2-полюсных и 11 мм для 4,6,8-полюсных версий). Габаритная длина двигателя (L) варьируется в зависимости от длины сердечника (установочный размер от А до С).
Обмотки статора двигателей АИР 56 рассчитаны на номинальное напряжение 220/380 В или 380/660 В при частоте 50 Гц. Схема подключения зависит от напряжения питающей сети. При напряжении сети 380 В (наиболее распространенный вариант) обмотки соединяются «звездой» (Y). При напряжении 220 В (для трехфазных сетей 220В) — «треугольником» (Δ). Данная информация указывается на шильдике двигателя и в клеммной коробке. Пуск двигателей данной мощности, как правило, осуществляется прямым включением в сеть (Direct-On-Line, DOL), так как пусковые токи не вызывают значительных просадок напряжения. Для реверса (изменения направления вращения) необходимо поменять местами две любые фазы питающего напряжения.
Благодаря компактности, надежности и стандартизации, электродвигатели АИР 56 нашли широкое применение в различных отраслях:
При выборе конкретной модели двигателя АИР 56 необходимо учитывать следующие параметры механизма-потребителя: требуемую мощность на валу, скорость вращения, режим работы (S1 — продолжительный, S3 — периодический и т.д.), характер нагрузки (вентиляторная, постоянный момент, с частыми пусками). Мощность двигателя должна быть равна или превышать мощность нагрузки с учетом небольшого запаса (10-15%). Необходимо также убедиться в соответствии установочных размеров и способа монтажа.
Двигатели АИР 56 не требуют сложного технического обслуживания благодаря конструкции с закрытыми подшипниками. Основные мероприятия включают:
Наиболее частые неисправности: перегрев из-за забитых ребер охлаждения или перегрузки, повышенный шум подшипников (износ, недостаток смазки), обрыв или межвитковое замыкание в обмотке статора, приводящее к дисбалансу токов по фазам и потере мощности. Диагностика включает измерение сопротивления изоляции мегаомметром, проверку сопротивления обмоток омметром и анализ потребляемого тока.
Буква (А, В, С) в обозначении после габарита указывает на установочный размер по длине станины. «А» — самая короткая длина сердечника, «В» — длиннее, «С» — самая длинная в данной габаритной серии. Более длинный сердечник обычно соответствует большей мощности при одинаковой частоте вращения. Таким образом, АИР 56В4 мощнее, чем АИР 56А4.
Нет, двигатели серии АИР 56 являются трехфазными и для работы от однофазной сети требуют применения пусковых и рабочих конденсаторов, что приводит к значительному снижению выходной мощности (на 30-50%) и перегреву обмоток. Для однофазных сетей существуют специальные двигатели, например, АИРЕ, АИСЕ или конденсаторные двигатели.
Степень защиты IP55 расшифровывается следующим образом: первая цифра «5» — полная защита от контакта с токоведущими частями и защита от проникновения пыли (пылезащищенное исполнение); вторая цифра «5» — защита от водяных струй с любого направления. Это позволяет эксплуатировать двигатель в условиях повышенной запыленности и на улице под дождем.
Необходимо изучить шильдик (табличку) на корпусе двигателя. В строке «Δ/Y» или «Напряжение» будет указано, например, «220/380В» или «380/660В». Для сети 380В при первом варианте обмотки соединяются в «звезду» (Y). Также в клеммной коробке обычно находится схема соединения обмоток для разных напряжений.
Сильный нагрев без механической нагрузки может быть вызван несколькими причинами: повышенное напряжение питающей сети, неправильное соединение обмоток (например, «треугольник» вместо «звезды» для 380В), межвитковое замыкание в обмотке статора, неисправность подшипников, создающая дополнительное сопротивление вращению, или однополюсный режим работы (обрыв одной из фаз). Требуется диагностика.
Базовые модели АИР 56 соответствуют классу энергоэффективности IE1 (Standard Efficiency) по международной классификации. Это минимально допустимый уровень для ввода в обращение в ЕАЭС с 2021 года. Для достижения более высоких классов IE2 (High Efficiency) или IE3 (Premium Efficiency) необходимо выбирать модификации с соответствующими обозначениями (АИРЭ, АИР…Е) или двигатели других серий, которые, как правило, имеют большие габариты при той же мощности.