Электродвигатели асинхронные 0,12 кВт

Электродвигатели асинхронные 0,12 кВт: конструкция, параметры и сфера применения

Асинхронные электродвигатели мощностью 0,12 кВт (120 Вт) представляют собой компактные и энергоэффективные машины, широко применяемые в системах автоматизации, вентиляции, малогабаритном приводе и бытовой технике. Несмотря на малую мощность, они сохраняют все ключевые принципы работы и конструктивные особенности более мощных аналогов. Данная статья детально рассматривает технические характеристики, конструктивное исполнение, схемы подключения, методы управления и области применения двигателей данной мощности.

Конструктивные особенности и типы исполнения

Асинхронный двигатель 0,12 кВт состоит из двух основных частей: неподвижного статора и вращающегося ротора. Статор набирается из изолированных листов электротехнической стали для снижения потерь на вихревые токи и содержит трехфазную или однофазную обмотку. Роторы в двигателях данной мощности, как правило, выполняются короткозамкнутыми (типа «беличья клетка») из-за простоты, надежности и низкой стоимости. По типу исполнения и способу монтажа двигатели 0,12 кВт чаще всего соответствуют следующим стандартам:

• IM 1081 (B3) – Исполнение на лапах с одним цилиндрическим концом вала.
• IM 1081 (B14) – Фланцевое исполнение с креплением на пластине или стенке.
• IM 1081 (B5) – Комбинированное исполнение: лапы и фланец.

Корпус обычно выполняется из алюминиевого сплава, что обеспечивает хороший теплоотвод при малой массе. Класс защиты распространен IP54 (защита от пыли и брызг воды) и IP55 (защита от струй воды), что позволяет использовать двигатели в условиях повышенной влажности и запыленности. Класс изоляции обмоток – F (до 155°C) или B (до 130°C), что гарантирует долговечность даже при работе с перегрузками.

Основные технические характеристики и параметры

Номинальная мощность 0,12 кВт является определяющим, но не единственным параметром. Полный набор характеристик для выбора двигателя включает:

• Напряжение питания: Для трехфазных двигателей – 380/400 В (50 Гц), 220/230 В (60 Гц). Для однофазных – 220/230 В с пусковой фазой и конденсатором.
• Синхронная частота вращения: Определяется количеством полюсов. Наиболее распространены 2-полюсные (3000 об/мин), 4-полюсные (1500 об/мин) и реже 6-полюсные (1000 об/мин) двигатели.
• КПД (η): Для двигателей данной мощности находится в диапазоне 60-75%. Высокий КПД достигается за счет использования качественных электротехнических сталей и оптимизации конструкции.
• Коэффициент мощности (cos φ): Обычно в пределах 0,65-0,8. Низкое значение обусловлено относительно большим весом потерь в обмотках статора.
• Пусковой момент (Mп/Mн): Составляет 1,8-2,2 от номинального момента.
• Максимальный момент (Mmax/Mн): Обычно 2,3-2,8 от номинального.
• Уровень шума: Не превышает 55-65 дБА, что делает двигатели пригодными для использования в жилых и офисных помещениях.

Сводная таблица типовых параметров асинхронных двигателей 0,12 кВт

Параметр	3-фазный, 3000 об/мин	3-фазный, 1500 об/мин	1-фазный, 3000 об/мин	1-фазный, 1500 об/мин
Номинальный ток, А (~380В)	0,35-0,4	0,4-0,45	0,9-1,1 (220В)	1,0-1,2 (220В)
КПД, %	68-72	65-70	60-65	58-63
cos φ	0,78-0,82	0,72-0,76	0,7-0,75	0,65-0,7
Пусковой ток (Iп/Iн)	5,0-6,0	4,5-5,5	5,5-6,5	5,0-6,0
Масса, кг	2,5-3,5	3,0-4,0	3,0-4,0	3,5-4,5

Схемы подключения и управление

Трехфазные двигатели 0,12 кВт подключаются по стандартным схемам «звезда» или «треугольник». Для данного диапазона мощности чаще применяется схема «звезда», так как пусковые токи невелики и не требуют дополнительного снижения. Однофазные двигатели подключаются через рабочий и пусковой конденсаторы. Пусковой конденсатор (Сп) используется только на момент запуска и отключается центробежным выключателем или реле времени. Рабочий конденсатор (Ср) включен постоянно в цепи вспомогательной обмотки. Емкость конденсаторов для двигателя 0,12 кВт обычно составляет: рабочий – 4-6 мкФ, пусковой – 20-30 мкФ на напряжение не менее 400-450 В.

Управление двигателями данной мощности осуществляется через:

• Прямой пуск с помощью автоматического выключателя или контактора. Наиболее простая и распространенная схема.
• Реверсивные пускатели. Для изменения направления вращения вала (меняются местами две фазы для трехфазного двигателя или подключается пусковая обмотка в противофазе для однофазного).
• Частотные преобразователи (ЧП). Позволяют плавно регулировать скорость в широком диапазоне, осуществлять мягкий пуск и торможение. Для двигателя 0,12 кВт применяются малогабаритные ЧП с соответствующим номинальным током.
• Устройства плавного пуска (УПП). Ограничивают пусковой ток и момент, снижая механические нагрузки.

Области применения

Благодаря компактности, надежности и низкому энергопотреблению, двигатели мощностью 0,12 кВт нашли применение в следующих областях:

• Вентиляция и климатическая техника: Привод вытяжных вентиляторов, небольших приточных установок, охлаждающих устройств.
• Автоматизация и привод: Привод заслонок, шиберов, конвейеров малой производительности, дозаторов, механизмов позиционирования.
• Насосное оборудование: Циркуляционные насосы систем отопления и водоснабжения, маломощные дренажные насосы.
• Бытовая и офисная техника: Шредеры, оборудование для общественного питания (кофемолки, миксеры малой мощности), вентиляторы охлаждения.
• Медицинское и лабораторное оборудование: Привод центрифуг, миксеров, мешалок.

Критерии выбора и особенности монтажа

При выборе двигателя 0,12 кВт необходимо учитывать:

1. Режим работы (S1 — продолжительный, S3 — повторно-кратковременный). Для продолжительного режима важен высокий КПД.
2. Соответствие климатическим условиям (У, УХЛ, Т). Определяет диапазон рабочих температур и влажности.
3. Способ охлаждения. Двигатели 0,12 кВт, как правило, имеют самовентилируемое исполнение (IC 411).
4. Класс энергоэффективности (IE1, IE2, IE3). Современные модели соответствуют классу IE2 и выше, что снижает эксплуатационные расходы.

Монтаж требует обеспечения соосности вала двигателя и рабочего механизма. Допустимое радиальное биение при использовании муфты – не более 0,05 мм. Обязательно заземление корпуса. При работе в режиме S1 необходимо обеспечить свободный приток воздуха для охлаждения.

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается трехфазный двигатель 0,12 кВт от однофазного, кроме схемы питания?

Трехфазный двигатель имеет более высокий КПД (на 5-10%), лучший коэффициент мощности, более стабильный момент на валу и не требует пусковых элементов (конденсаторов) для работы. Он конструктивно проще и надежнее. Однофазный двигатель проигрывает в энергоэффективности, но незаменим при отсутствии трехфазной сети.

Можно ли регулировать скорость вращения двигателя 0,12 кВт без частотного преобразователя?

Да, но с ограничениями. Для трехфазного двигателя можно использовать автотрансформаторное регулирование (снижение напряжения), что приведет к значительному падению момента и перегреву. Для однофазного двигателя иногда применяют тиристорные регуляторы напряжения. Однако оба метода неэффективны и приводят к потере мощности и перегреву обмоток. Единственный корректный метод плавного регулирования в широком диапазоне – использование частотного преобразователя.

Как правильно подобрать конденсатор для однофазного двигателя 0,12 кВт?

Емкость рабочего конденсатора (Ср) рассчитывается по эмпирической формуле: Ср = 66

• Pн, где Pн – номинальная мощность в кВт. Для 0,12 кВт получаем ~8 мкФ. На практике, из-за потерь, используют 4-6 мкФ. Пусковой конденсатор (Сп) выбирается в 2,5-3 раза больше рабочего (15-20 мкФ). Напряжение конденсаторов должно быть не менее 400-450 В переменного тока. Точные значения указаны на шильдике двигателя или в его паспорте.

Почему двигатель 0,12 кВт после непродолжительной работы отключается тепловым реле, хотя нагрузка номинальная?

Вероятные причины: повышенное напряжение питания (выше 10% от номинала), что ведет к росту тока и потерь в стали; пониженное напряжение (снижение более 5%), приводящее к росту тока для поддержания момента; высокая ambient-температура (окружающей среды) выше +40°C; плохое охлаждение (двигатель установлен в закрытом пространстве или забиты вентиляционные отверстия); неверная настройка тепловой защиты.

Каков ожидаемый срок службы двигателя 0,12 кВт?

При соблюдении условий эксплуатации (номинальные напряжение и нагрузка, температура окружающей среды, чистота и периодичность ТО) срок службы до первого капитального ремонта составляет 10-15 лет. Критическим фактором является состояние подшипников (чаще всего это шарикоподшипники серии 6201 или 6202), которые требуют периодической замены смазки.

Заключение

Асинхронные электродвигатели мощностью 0,12 кВт являются высокоспециализированными изделиями, оптимальными для применения в малогабаритных системах с непрерывным или циклическим режимом работы. Правильный выбор по параметрам питания, частоте вращения, климатическому исполнению и классу защиты, а также грамотный монтаж и соблюдение условий эксплуатации гарантируют их долговечную и надежную работу. Применение современных систем управления, таких как частотные преобразователи, расширяет функциональные возможности этих двигателей, позволяя создавать гибкие и энергоэффективные приводные системы.