Электродвигатели 0,12 кВт 750 об/мин
Электродвигатели 0,12 кВт 750 об/мин: технические характеристики, сферы применения и особенности эксплуатации
Электродвигатели мощностью 0,12 кВт (120 Вт) с синхронной частотой вращения 750 об/мин (номинальная скорость при нагрузке ~710-730 об/мин) представляют собой низкооборотистые маломощные асинхронные машины, преимущественно трехфазного исполнения. Данный типоразмер занимает специфическую нишу в системах автоматизации, вентиляции и приводной техники, где требуются высокий вращающий момент на низких скоростях и продолжительный режим работы (S1). Основное конструктивное исполнение – асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором (АДКЗ), соответствующий стандартам ГОСТ, IEC и DIN.
Конструктивные особенности и принцип действия
Двигатели 0,12 кВт 750 об/мин являются четырехполюсными (2p=4). Синхронная скорость в 750 об/мин достигается при частоте питающего напряжения 25 Гц. При стандартной промышленной частоте 50 Гц синхронная скорость для четырехполюсных машин составляет 1500 об/мин. Следовательно, двигатели 750 об/мин либо предназначены для работы на пониженной частоте, либо являются специализированными низкооборотистыми исполнениями, часто с увеличенным числом полюсов (например, 8 полюсов при 50 Гц дает ~750 об/мин). На практике под данной маркировкой чаще понимают двигатели с номинальной скоростью, близкой к 750 об/мин при 50 Гц, что соответствует 8-полюсному исполнению.
Конструктивно двигатель состоит из:
- Неподвижная часть (статор): Сердечник из электротехнической стали, набранный из изолированных листов, с уложенной в пазах трехфазной обмоткой. Корпус – чугунный или алюминиевый, с ребрами охлаждения.
- Вращающаяся часть (ротор): Короткозамкнутый ротор типа «беличья клетка» – сердечник с медными или алюминиевыми стержнями, замкнутыми накоротко концевыми кольцами.
- Подшипниковые щиты: Обычно содержат шарикоподшипники качения (серии 6200 или 6300), смазка которых рассчитана на весь срок службы (L10).
- Клеммная коробка: Расположена в верхней части корпуса, содержит винтовые зажимы для подключения питающего кабеля. Схема соединения обмоток – «звезда» (Y) или «треугольник» (Δ), зависит от напряжения сети.
- Вентиляционное оборудование: Малые крышные вентиляторы, канальные вентиляторы низкого давления, вытяжные установки.
- Насосное оборудование: Циркуляционные насосы систем отопления и водоснабжения, малые дренажные насосы.
- Приводы заслонок и клапанов: В системах вентиляции и кондиционирования (ВКУ) для регулирования расхода воздуха.
- Конвейерные системы: Маломощные ленточные и роликовые конвейеры короткой длины для легких грузов.
- Станкостроение: Приводы подач, вспомогательные механизмы металло- и деревообрабатывающих станков.
- Дозаторы и смесители: Медленно вращающиеся шнеки, лопасти смесителей сыпучих материалов.
- n / 9550 (кВт). Полученное значение должно быть меньше номинальной мощности двигателя с запасом 10-15%. Для вентиляторов и насосов мощность пропорциональна кубу скорости, поэтому важно точное соответствие.
Основные технические параметры и характеристики
Типовые параметры для двигателя АИР 71А8 (аналог 5AM71B8) мощностью 0,12 кВт, ~730 об/мин:
| Параметр | Значение / Исполнение | Примечание |
|---|---|---|
| Номинальная мощность, PN | 0,12 кВт | На валу в продолжительном режиме S1 |
| Синхронная частота вращения | 750 об/мин | Для 8-полюсного исполнения при 50 Гц |
| Номинальная частота вращения, nN | 710-730 об/мин | Зависит от скольжения (3-5%) |
| Номинальное напряжение, UN | 230/400 В, 400/690 В | Трехфазный переменный ток, 50 Гц |
| Номинальный ток, IN | 0,55 А (при 400В Δ/Y) | При номинальной нагрузке |
| Коэффициент мощности, cos φ | 0,60 — 0,65 | Сравнительно низкий из-за малой мощности |
| Номинальный КПД, η | 58% — 62% | По ГОСТ Р 51689-2000 (МЭК 60034-30) |
| Пусковой ток, Ia/IN | 3,5 — 4,5 | Отношение пускового тока к номинальному |
| Пусковой момент, Ma/MN | 1,8 — 2,0 | Отношение пускового момента к номинальному |
| Максимальный момент, Mmax/MN | 2,0 — 2,3 | Перегрузочная способность |
| Масса | 5 — 7 кг | Зависит от материала корпуса и длины |
| Степень защиты (IP) | IP54, IP55 | Защита от пыли и водяных струй |
| Класс изоляции | F (155°C) | С запасом по нагреву, работа при изоляции класса B (130°C) |
| Режим работы | S1 (продолжительный) | По ГОСТ Р 52776-2007 (МЭК 60034-1) |
Моментные и механические характеристики
Номинальный вращающий момент на валу рассчитывается по формуле: MN = 9550 PN / nN, где PN в кВт, nN в об/мин. Для 0,12 кВт и 730 об/мин: MN = 9550 0,12 / 730 ≈ 1,57 Н·м. Низкая скорость вращения обеспечивает относительно высокий момент при малой мощности, что является ключевым преимуществом для прямого привода механизмов без использования редуктора или с редуктором малого передаточного числа.
Механическая характеристика M = f(s) – жесткая, с небольшим критическим скольжением (8-12%). Благодаря 8-полюсному исполнению, двигатель имеет более высокий момент инерции ротора по сравнению с 2- или 4-полюсными машинами той же мощности, что способствует плавному ходу и устойчивости к пульсирующим нагрузкам.
Сферы применения и типовые приводы
Двигатели данного типоразмера используются в областях, где не требуется высокая скорость, но важна надежность и долговечность.
Вопросы управления и подключения
Прямой пуск от сети является основным способом для двигателей такой мощности, так как пусковые токи невелики (2-3 А) и не вызывают значительных просадок напряжения. Для реверсирования направления вращения необходимо поменять местами любые две фазы питающего напряжения. Регулирование скорости возможно только с использованием частотного преобразователя (ЧП). При выборе ЧП для двигателя 0,12 кВт следует учитывать, что номинальный ток преобразователя должен быть не менее 0,55 А. Рекомендуется использование векторного управления без обратной связи по скорости, что позволяет расширить диапазон регулирования и улучшить моментные характеристики на низких оборотах.
Особенности монтажа и обслуживания
Двигатели поставляются в основном в исполнении IM 1081 (лапы на корпусе) или IM 2081 (фланец). Монтаж требует точной центровки с приводимым механизмом. Допустимое биение полумуфты не должно превышать 0,05 мм. Обслуживание сводится к периодическому контролю виброакустических характеристик, затяжке крепежных элементов и проверке состояния изоляции обмоток (сопротивление изоляции мегаомметром на 500 В должно быть не менее 1 МОм). Подшипники, как правило, не требуют пополнения смазки в течение всего срока службы (20-30 тыс. часов).
Тенденции рынка и аналоги
Современные аналоги двигателей 0,12 кВт 750 об/мин включают энергоэффективные версии классов IE2 и IE3 по МЭК 60034-30-1. Повышение КПД достигается за счет использования большего количества активных материалов (медь, сталь), оптимизации магнитной цепи и снижения потерь. На рынке также представлены однофазные конденсаторные двигатели (220 В) аналогичной мощности и скорости, но с более низким КПД и пусковым моментом. Широко распространены мотор-редукторы на базе таких двигателей, где электродвигатель и редуктор объединены в единый агрегат.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
1. Чем отличается двигатель 750 об/мин от двигателя 1500 об/мин той же мощности?
Двигатель 750 об/мин (8 полюсов) имеет большие габариты и массу по сравнению с 4-полюсным (1500 об/мин) той же мощности. Он развивает в два раза больший вращающий момент на валу при той же мощности (M = 9550*P/n). Это позволяет в ряде случаев обойтись без редуктора или использовать редуктор с меньшим передаточным числом. КПД и cos φ у 8-полюсного двигателя, как правило, несколько ниже.
2. Можно ли подключить трехфазный двигатель 400/690 В в сеть 220 В?
Для подключения к однофазной сети 220 В через конденсатор, двигатель должен иметь номинальное напряжение обмотки 230/400 В. При этом обмотки должны быть соединены в «треугольник». Для двигателя с напряжением 400/690 В (соединение обмоток «звезда» на 400 В) прямое подключение к 220 В невозможно без серьезной перемотки, так как рассчитанное на 400 В фазное напряжение несовместимо с низким сетевым.
3. Как определить требуемую мощность двигателя 0,12 кВт для конкретного механизма?
Необходимо рассчитать статический момент сопротивления Mc (Н·м) и требуемую скорость вращения. Мощность вычисляется как P = Mc
4. Почему у двигателя такой низкий КПД (около 60%)?
Для маломощных асинхронных двигателей характерны повышенные относительные потери. Потери в стали, механические и магнитные потери практически не зависят от мощности, поэтому их доля в общем балансе у двигателей 0,12 кВт значительно выше, чем у двигателей в несколько киловатт. Это объективная конструктивная особенность, однако современные модели IE3 могут иметь КПД до 68-70%.
5. Что делать, если двигатель перегревается при номинальной нагрузке?
Необходимо провести диагностику в следующем порядке: проверить соответствие напряжения сети номинальному (допуск ±5%), убедиться в отсутствии перекоса фаз (>2%), проверить центровку валов, исключить повышенное радиальное или осевое усилие на валу, очистить корпус и ребра охлаждения от загрязнений, проверить состояние подшипников (шум, люфт). Если все параметры в норме, вероятна деградация изоляции обмоток или межвитковое замыкание.
6. Каков типовой срок службы такого двигателя?
При работе в номинальном режиме S1, в условиях, соответствующих степени защиты IP54, срок службы до первого капитального ремонта (перемотки) составляет 25 000 – 35 000 моточасов. На практике это соответствует 8-10 годам эксплуатации при круглосуточной работе. Критическим параметром является состояние изоляции обмоток, которое ухудшается при повышенной температуре и влажности.