Электродвигатели 0,18 кВт 870 об/мин
Электродвигатели 0,18 кВт 870 об/мин: технические характеристики, сферы применения и особенности эксплуатации
Электродвигатели мощностью 0,18 кВт (180 Вт) с синхронной частотой вращения 3000 об/мин и асинхронной, составляющей примерно 870 об/мин (для 4-полюсных машин), представляют собой компактные, энергоэффективные и широко распространенные приводные устройства. Они относятся к классу маломощных асинхронных двигателей и являются основой для автоматизации множества процессов в промышленности, коммерческом и сельскохозяйственном секторах. Данная статья представляет собой детальный технический анализ таких двигателей, их конструктивных особенностей, параметров и областей применения.
Конструктивное исполнение и основные типы
Двигатели мощностью 0,18 кВт 870 об/мин, как правило, выполняются в асинхронном трехфазном или однофазном исполнении. Трехфазные двигатели (на напряжение 380/400 В, 50 Гц) являются наиболее распространенными и эффективными для промышленного применения. Однофазные двигатели (220 В, 50 Гц) с пусковым конденсатором или расщепленной фазой используются там, где отсутствует трехфазная сеть.
Основные конструктивные типы по способу монтажа (по ГОСТ, МЭК):
- IM 1081 (B3) – Исполнение на лапах с одним цилиндрическим концом вала. Наиболее распространенный тип для стационарной установки.
- IM 1081 (B14) – Фланцевое исполнение с лапами или без них. Крепление осуществляется через фланец на переднем щите.
- IM 1081 (B5) – Фланцевое исполнение без лап. Крепление только через фланец.
- IM 1081 (B35) – Комбинированное исполнение: двигатель имеет и лапы, и фланец, что расширяет варианты монтажа.
- Вентиляция и кондиционирование: Привод вытяжных и приточных вентиляторов малой производительности, вентиляторов охлаждения шкафов управления, теплообменников.
- Насосное оборудование: Циркуляционные насосы в системах отопления и водоснабжения, малые дренажные насосы, насосы для химических дозаторов.
- Конвейеры и транспортеры: Привод легких ленточных, цепных или роликовых конвейеров для упаковки, сортировки, подачи мелких деталей.
- Станки и оборудование: Приводы подачи в малогабаритных станках (сверлильных, заточных), в деревообрабатывающем инструменте, в смесителях малого объема.
- Сельское хозяйство: Приводы автоматических кормораздатчиков, малых мешалок, систем вентиляции в птичниках и теплицах.
- Автоматизация и КИП: Исполнительные механизмы в системах регулирования (заслонки, клапаны), приводы лебедок и подъемных механизмов малой грузоподъемности.
- Требуемая производительность (Q): 3 м³/ч
- Требуемый напор (H): 10 м
- Плотность жидкости (ρ, для воды): 1000 кг/м³
- Ускорение свободного падения (g): 9,81 м/с²
- КПД насоса (ηнас): 0,5
- 0.5) ≈ 0,163 кВт.
- Прямой пуск (с помощью контактора): Основной и рекомендуемый способ для такой малой мощности. Пусковые токи не создают значительной нагрузки на сеть.
- Плавный пуск: Может применяться для особо чувствительных механизмов, чтобы исключить рывок при старте, хотя с экономической точки зрения для 0,18 кВт это часто избыточно.
- Частотный преобразователь (ЧП): Позволяет плавно регулировать скорость в широком диапазоне, что полезно для вентиляторов и насосов. Для двигателя 0,18 кВт выбирается ЧП соответствующей мощности (часто 0,37 кВт как ближайший стандартный номинал). Необходимо учитывать, что на низких скоростях ухудшается собственное охлаждение двигателя.
- Плавное регулирование скорости (насосы, вентиляторы) для экономии энергии.
- Точное позиционирование или сложный цикл работы.
- Отсутствие трехфазной сети (ЧП с однофазным входом).
Корпус двигателей обычно выполняется из алюминиевого сплава (для лучшего теплоотвода при малой массе) или чугуна (для повышенной стойкости к вибрациям и агрессивным средам). Класс защиты: стандартный IP54 (защита от пыли и брызг воды) или IP55 (защита от струй воды). Класс изоляции обмоток – F (до 155°C) или B (до 130°C), что обеспечивает значительный запас по перегреву.
Детальные технические характеристики
Ниже приведены усредненные параметры для трехфазного асинхронного двигателя 0,18 кВт, 870 об/мин, 4 полюса, 50 Гц, исполнение IM1081 (B3), IP54, класс изоляции F.
| Параметр | Значение | Примечание |
|---|---|---|
| Номинальная мощность, PN | 0,18 кВт | Мощность на валу при номинальной нагрузке |
| Синхронная частота вращения, ns | 1500 об/мин | Для 4-полюсного двигателя (3000 об/мин для 2-полюсного) |
| Номинальная частота вращения, nN | ~870 об/мин (асинхронная) | Зависит от скольжения (обычно 5-8%) |
| Номинальное напряжение, UN | 400 В (Δ/Y) 50 Гц | Для трехфазной сети. Возможно 230/400 В. |
| Номинальный ток, IN | ~0,55 А (при 400 В) | Фактическое значение зависит от КПД и cos φ |
| Коэффициент мощности, cos φ | 0,70 – 0,78 | Характерен для маломощных двигателей |
| Номинальный КПД, η | 65% – 72% | Относительно невысок из-за малой мощности |
| Пусковой ток, Ia/IN | 4,0 – 5,0 | Отношение пускового тока к номинальному |
| Пусковой момент, Ma/MN | 1,8 – 2,2 | Отношение пускового момента к номинальному |
| Максимальный момент, Mmax/MN | 2,2 – 2,6 | Отношение максимального (критического) момента к номинальному |
| Масса | 4,5 – 6,5 кг | Зависит от материала корпуса и длины сердечника |
| Уровень звуковой мощности, Lw | 55 – 65 дБ(А) | Низкий уровень шума |
Сферы применения и типовые нагрузки
Двигатели данной мощности и скорости вращения находят применение в системах, не требующих высоких динамических нагрузок, но нуждающихся в надежном и непрерывном приводе.
Выбор и сопряжение с механизмом. Расчет параметров.
Ключевым этапом является проверка соответствия двигателя нагрузке. Для механизмов с постоянной скоростью и нагрузкой (вентилятор, насос) расчет сводится к определению требуемой мощности на валу.
Пример упрощенного расчета для центробежного насоса:
Мощность на валу насоса: Pв = (Q ρ g H) / (3600 1000 ηнас) = (3 1000 9.81 10) / (3 600 000
С учетом запаса в 10-15% двигатель 0,18 кВт является подходящим выбором.
Сопряжение с редуктором: Для получения иных скоростей (например, 30-100 об/мин) двигатель 870 об/мин часто используется в паре с червячным или цилиндрическим редуктором. Важно учитывать КПД редуктора (0,85-0,95 для одной ступени) и выбирать двигатель с мощностью, компенсирующей эти потери.
Схемы подключения и управление
Трехфазный двигатель 0,18 кВт подключается по стандартным схемам «звезда» или «треугольник» в зависимости от сетевого напряжения. Для данного номинала чаще применяется схема «звезда» на напряжение 400 В.
Пусковая аппаратура:
Эксплуатация, обслуживание и диагностика неисправностей
Несмотря на надежность, двигатели требуют периодического контроля.
| Симптом | Возможная причина | Метод проверки |
|---|---|---|
| Двигатель не запускается, гудит | Обрыв фазы в сети или обмотке, заклинивание подшипника, межвитковое замыкание | Проверить напряжение на всех фазах, вручную прокрутить ротор, измерить сопротивление обмоток |
| Сильный нагрев корпуса | Перегруз, неправильное соединение обмоток, повышенное напряжение, загрязнение системы охлаждения | Измерить ток потребления (должен быть близок к номинальному), проверить схему подключения, очистить корпус |
| Вибрация и шум | Несоосность с нагрузкой, износ подшипников, дисбаланс ротора, ослабление крепления | Проверить центровку, заменить подшипники, проверить крепежные элементы |
| Срабатывание защиты | Короткое замыкание на корпус, перегруз, неисправность теплового реле | Проверить сопротивление изоляции (мегаомметром), убедиться в корректности уставки защиты |
Техническое обслуживание включает: регулярную очистку от пыли, проверку затяжки крепежных и токоподводящих соединений, контроль состояния подшипников (смазка или замена по необходимости), измерение сопротивления изоляции (не менее 1 МОм при 500 В).
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Вопрос 1: Можно ли использовать трехфазный двигатель 0,18 кВт/400 В в однофазной сети 220 В?
Да, это возможно с использованием пусковых и рабочих конденсаторов. Однако мощность на валу снизится примерно на 25-30%, пусковой момент будет низким. Схема требует точного подбора емкости конденсаторов. Для постоянной работы предпочтительнее однофазный двигатель или частотный преобразователь с функцией однофазного входа.
Вопрос 2: Какой тип подшипника используется в таких двигателях и требует ли он смазки?
В двигателях мощностью 0,18 кВт чаще всего используются шарикоподшипники закрытого типа (с защитными шайбами или контактными уплотнениями), предварительно заполненные консистентной смазкой на весь срок службы (L10). Дополнительная смазка в процессе эксплуатации, как правило, не требуется и может даже навредить.
Вопрос 3: Чем отличается двигатель 870 об/мин от двигателя 910 об/мин той же мощности?
Оба являются 4-полюсными. Разница в номинальном скольжении, которое зависит от конструкции ротора и нагрузки. Двигатель 870 об/мин имеет большее скольжение, что может указывать на несколько иные моментные характеристики (часто более высокий пусковой момент). При выборе важно ориентироваться на каталожные данные конкретной модели.
Вопрос 4: Как правильно выбрать тепловое реле (расцепитель) для защиты данного двигателя?
Номинальный ток теплового элемента реле должен быть равен или незначительно превышать номинальный ток двигателя (около 0,55 А для 400 В). Для точной настройки используется регулировочный диапазон реле. Например, реле с диапазоном 0,4-0,63 А. Уставка выставляется на значение 0,55 А. Для защиты от обрыва фазы необходим автомат с характеристикой срабатывания «C» или «D».
Вопрос 5: Экономически оправдано ли применение частотного преобразователя для двигателя 0,18 кВт?
Оправдано в случаях, когда требуется:
Для простых включений/выключений или реверса достаточно контактора с кнопочным постом.
Заключение
Электродвигатели мощностью 0,18 кВт с частотой вращения ~870 об/мин представляют собой технически отработанные, надежные и универсальные приводные устройства. Их выбор, монтаж и эксплуатация должны основываться на точном расчете нагрузки, понимании условий работы и знании правил подключения. Несмотря на малую мощность, они играют критически важную роль в системах автоматизации, обеспечивая непрерывность технологических процессов при минимальном энергопотреблении. Правильный подбор сопутствующей аппаратуры (защиты, преобразователей) и регулярное техническое обслуживание являются залогом многолетней безотказной службы данного оборудования.