Электродвигатели 0,12 кВт 1500 об/мин
Электродвигатели 0,12 кВт 1500 об/мин: технические характеристики, сферы применения и особенности эксплуатации
Электродвигатели мощностью 0,12 кВт (120 Вт) с синхронной частотой вращения 1500 об/мин представляют собой компактные асинхронные машины, широко используемые в качестве приводного оборудования в различных отраслях промышленности и бытовых устройствах. Номинальная частота вращения вала таких двигателей при полной нагрузке составляет примерно 1350-1420 об/мин (в зависимости от скольжения), что соответствует 4-полюсному исполнению. Данный типоразмер относится к маломощным двигателям и характеризуется специфическими требованиями к конструкции, управлению и применению.
Конструктивные особенности и типы исполнения
Двигатели мощностью 0,12 кВт 1500 об/мин, как правило, выполняются по общепромышленной серии, например, АИР (Асинхронные Исполнения Резьбовые по ГОСТ). Основные конструктивные элементы: короткозамкнутый ротор типа «беличья клетка», статор с трехфазной или однофазной обмоткой, литой алюминиевый или чугунный корпус, подшипниковые щиты с шарикоподшипниками качения.
По способу монтажа выделяют основные исполнения:
- IM 1081 – на лапах с одним цилиндрическим концом вала.
- IM 2081 – на лапах с фланцем на подшипниковом щите (комбинированное крепление).
- IM 3081 – с фланцевым креплением без лап.
- IP54 – защита от пыли и брызг воды. Наиболее распространенный вариант для промышленного применения.
- IP55 – защита от пыли и струй воды.
- IP65 – полная защита от пыли и струй воды под давлением.
- Вентиляционное оборудование: малогабаритные вытяжные вентиляторы, вентиляторы дымоудаления с малым расходом.
- Насосное оборудование: циркуляционные насосы малой производительности, насосы для химических дозирующих установок, мини-насосы для водоснабжения.
- Приводы заслонок и клапанов: в системах вентиляции и кондиционирования (ВКУ).
- Конвейерные системы: приводы легких ленточных и роликовых транспортеров для упаковки, мелких деталей.
- Станкостроение: приводы подачи в малогабаритных станках (сверлильных, заточных), системы смазки.
- Бытовое и коммерческое оборудование: автоматы для продажи, миксеры промышленные, подъемные механизмы жалюзи.
- P / n). Он менее шумный, имеет больший ресурс за счет меньших механических нагрузок на подшипники и обычно больший КПД. Двигатель на 3000 об/мин компактнее и применяется там, где важна высокая скорость.
По степени защиты от воздействия окружающей среды:
По способу охлаждения: преимущественно IC 0141 – охлаждение самовентиляцией с наружной поверхностью корпуса.
Основные технические параметры и характеристики
Ключевые параметры двигателей данного типоразмера регламентируются стандартами ГОСТ, IEC и другими. Ниже приведены усредненные значения для двигателей серии АИР 56, 63 или 71 габаритов.
| Параметр | Значение для 0,12 кВт / ~1500 об/мин | Примечания |
|---|---|---|
| Номинальная мощность, Pн | 0,12 кВт | Мощность на валу при номинальной нагрузке. |
| Синхронная частота вращения, nс | 1500 об/мин | Определяется частотой сети (50 Гц) и числом пар полюсов (p=2). |
| Номинальная частота вращения, nн | 1350 — 1420 об/мин | Зависит от скольжения (s ≈ 5-10%). |
| Номинальное напряжение | 220/380 В (Δ/Y), 380 В, 230/400 В | Для трехфазных исполнений. Однофазные: ~220 В. |
| Номинальный ток, Iн | 0,5-0,6 А (380В) / 1,0-1,2 А (220В) | Ток потребления при полной нагрузке. |
| Коэффициент мощности, cos φ | 0,65 — 0,75 | Относительно низкий из-за малой мощности. |
| Номинальный КПД, η | 55% — 65% | КПД маломощных двигателей существенно ниже, чем у средних и больших. |
| Пусковой ток, Iп/Iн | 4,0 — 5,5 | Кратность пускового тока. |
| Пусковой момент, Mп/Mн | 1,8 — 2,2 | Кратность пускового момента. |
| Максимальный момент, Mmax/Mн | 2,0 — 2,5 | Кратность максимального (критического) момента. |
| Масса | 3,5 — 6,5 кг | Зависит от габарита и материала корпуса (Al/чугун). |
Сферы применения и выбор двигателя
Двигатели 0,12 кВт 1500 об/мин находят применение в системах с низкими требованиями к мощности, где важны компактность и надежность:
Особенности подключения и управления
Для трехфазных двигателей 0,12 кВт актуальны стандартные схемы подключения «звезда» (Y) и «треугольник» (Δ). При напряжении сети 380 В обмотки соединяются в «звезду», при 220 В – в «треугольник». Пуск, как правило, прямой (непосредственное включение в сеть), так как низкий пусковой ток (около 2-3 А) не создает значительных проблем для сети. Для однофазных двигателей (с конденсаторным пуском) важно правильно подобрать рабочий и пусковой конденсаторы согласно технической документации.
Управление и защита осуществляются посредством малогабаритных пускателей или контакторов с тепловым реле. Учитывая малый номинальный ток, настройка тепловой защиты требует использования прецизионных реле или специальных настроечных диапазонов. Частотное регулирование (ЧРП) для таких двигателей технически возможно, но часто экономически нецелесообразно из-за соизмеримости стоимости двигателя и преобразователя частоты. При использовании ЧРП необходимо учитывать снижение охлаждения двигателя на низких оборотах.
Энергоэффективность и эксплуатационные расходы
Двигатели класса энергоэффективности IE1 (стандартный) являются наиболее распространенными для данной мощности. Двигатели классов IE2 (повышенной эффективности) и IE3 (премиум) встречаются реже из-за существенного удорожания конструкции, которое окупается лишь при очень интенсивном режиме работы. Низкий КПД (55-65%) означает, что значительная часть потребляемой энергии (35-45%) рассеивается в виде тепла. Поэтому при выборе важно соотносить режим работы (S1 – продолжительный, S3 – периодический) с мощностью двигателя, не допуская его работы в режиме значительной недогрузки, при котором КПД и cos φ падают еще больше.
Тенденции и аналоги
На рынке наблюдается тенденция к постепенному замещению классических асинхронных двигателей 0,12 кВт на двигатели с постоянными магнитами (PM) и синхронные реактивные двигатели в сегменте высокоэффективных решений. Однако, благодаря предельной простоте, надежности и низкой стоимости, традиционные асинхронные двигатели 0,12 кВт 1500 об/мин остаются востребованным продуктом. В качестве аналогов по частоте вращения могут рассматриваться двигатели мощностью 0,09 кВт и 0,18 кВт того же габарита, а также двигатели на 1000 об/мин (6-полюсные) при необходимости большего крутящего момента на валу.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается двигатель на 1500 об/мин от двигателя на 3000 об/мин той же мощности 0,12 кВт?
Двигатель на 1500 об/мин (4 полюса) развивает в approximately 2 раза больший крутящий момент на валу, чем двигатель на 3000 об/мин (2 полюса) той же мощности (M = 9550
Можно ли использовать трехфазный двигатель 0,12 кВт в однофазной сети 220 В?
Да, это возможно по схеме с пусковыми и рабочими конденсаторами. Однако мощность на валу при таком подключении упадет на 20-30%, пусковые характеристики ухудшатся. Необходим точный подбор емкости конденсаторов. Для продолжительного режима работы рекомендуется использовать двигатели, изначально предназначенные для однофазной сети.
Как правильно подобрать тепловое реле для защиты двигателя 0,12 кВт?
Номинальный ток теплового элемента реле должен соответствовать или быть немного выше номинального тока двигателя при данном напряжении. Для тока ~0,55А при 380В необходимо искать реле с нижним пределом регулирования в этом диапазоне (например, 0,25-0,4А или 0,4-0,63А). Часто используются твердотельные реле со встроенной защитой или специализированные миниатюрные устройства защиты двигателей (МЗД).
Почему у двигателя такой низкий КПД (около 60%)?
У маломощных двигателей относительно велики постоянные потери: магнитные потери в стали статора, механические потери в подшипниках и на вентиляцию. Доля этих потерь от общей потребляемой мощности значительно выше, чем у двигателей средней и большой мощности, где КПД достигает 95-97%. Конструктивные меры по повышению КПД (лучшая сталь, оптимизация пазов, более точные подшипники) резко увеличивают стоимость, что не всегда оправдано.
Что означает маркировка, например, АИР 63А2?
Расшифровка: АИР – серия асинхронного двигателя (исполнение на лапах), 63 – высота оси вращения вала над плоскостью установки в мм (габарит), А – длина сердечника (установочный размер), 2 – число полюсов (2 пары полюсов, т.е. 1500 об/мин). Таким образом, это двигатель с nс=1500 об/мин. Его мощность может варьироваться в зависимости от длины «А», и 0,12 кВт – типичное значение для данного габарита.
Каков ожидаемый срок службы такого двигателя?
При работе в номинальном режиме, в условиях, соответствующих степени защиты (например, IP54), и при своевременном обслуживании (подшипники), срок службы может превышать 15 000 – 25 000 часов. Критическим фактором является состояние подшипников качения, которые являются основным изнашиваемым элементом. Перегрев обмоток из-за перегрузки или работы на двух фазах – наиболее частая причина внезапного отказа.