Электродвигатели однофазные 0,18 кВт

Электродвигатели однофазные асинхронные мощностью 0,18 кВт: конструкция, параметры, применение и выбор

Однофазные асинхронные электродвигатели мощностью 0,18 кВт (180 Вт) представляют собой широко распространенный класс машин, предназначенных для сетей переменного тока 220 В, 50 Гц. Их ключевая особенность — способность работать от бытовой или промышленной однофазной сети без применения сложных преобразователей. Данная мощность является одной из базовых в линейках производителей, что обусловлено высокой востребованностью в маломощных приводах. Двигатели 0,18 кВт относятся к категории малогабаритных и используются там, где требуется надежный, автономный и относительно недорогой источник механической энергии.

Принцип действия и конструктивные особенности

В отличие от трехфазных двигателей, однофазные не имеют вращающегося магнитного поля при подаче напряжения на одну рабочую обмотку статора. Для создания пускового момента используется вторая, пусковая обмотка, смещенная в пространстве относительно рабочей. Пуск осуществляется посредством фазосдвигающего элемента, после чего пусковая обмотка отключается (в конденсаторных двигателях она может оставаться включенной). Основные узлы двигателя 0,18 кВт:

• Статор: Собирается из листов электротехнической стали для снижения потерь на вихревые токи. Имеет две обмотки: основную (рабочую) и вспомогательную (пусковую). В двигателях такого малого габарита обмотки выполняются, как правило, из медного провода в высококачественной изоляции класса F или B.
• Ротор: Короткозамкнутый, типа «беличья клетка». Изготавливается из алюминиевого сплава, залитого в пазы сердечника ротора. Конструкция не имеет щеток, что обеспечивает высокую надежность и низкие эксплуатационные затраты.
• Пусковое устройство: В двигателях 0,18 кВт чаще всего применяется:
  • Конденсаторный пуск (CSIR): Пусковой конденсатор (электролитический, большой емкости) включен последовательно с пусковой обмоткой и отключается центробежным выключателем или реле при достижении 70-80% номинальной скорости.
  • Конденсаторный рабочий и пусковой (CSCR): Используются два конденсатора: рабочий (бумажный, пленочный, меньшей емкости) и пусковой. После разгона пусковой конденсатор отключается, а рабочий остается в цепи, улучшая КПД и cos φ.
  • С пусковым сопротивлением или индуктивностью: Встречается реже, в основном в очень бюджетных моделях или специализированных исполнениях.
• Корпус и система охлаждения: Чаще всего это алюминиевый сплав или сталь. Исполнение — полностью закрытое обдуваемое (IP54, IP55). Охлаждение осуществляется внешним вентилятором, расположенным под защитным кожухом на валу двигателя.
• Подшипниковые щиты: Устанавливаются шарикоподшипники качения (обычно серии 6200 или аналоги). Для двигателя 0,18 кВт ресурс подшипников, как правило, превышает ресурс обмоток при правильной эксплуатации.

Основные технические характеристики и параметры

Типовые параметры для большинства двигателей мощностью 0,18 кВт при 220 В, 50 Гц:

• Номинальная мощность (P₂): 0,18 кВт (180 Вт) на валу.
• Номинальная частота вращения: Зависит от количества полюсов. Наиболее распространены 2-полюсные (≈2750-2850 об/мин) и 4-полюсные (≈1350-1420 об/мин) исполнения.
• Номинальный ток (I_н): Около 1,0 — 1,3 А для двигателей с cos φ ≈ 0,7-0,8.
• Коэффициент полезного действия (КПД): В данном классе мощности относительно невысокий, обычно в диапазоне 50-65%. Это обусловлено фундаментальными потерями в малых машинах.
• Коэффициент мощности (cos φ): 0,6 — 0,8. Конденсаторные двигатели с постоянно включенным рабочим конденсатором имеют более высокий cos φ.
• Пусковой момент (M_п/M_н): 1,0 — 1,8 от номинального. У конденсаторных двигателей с пусковым конденсатором пусковой момент выше.
• Максимальный момент (M_max/M_н): 1,8 — 2,3 от номинального.
• Уровень шума: 50-65 дБ(А), зависит от качества балансировки и подшипников.
• Масса: Обычно от 3,5 до 6 кг, в зависимости от материала корпуса и длины сердечника.

Таблица 1. Сравнительные характеристики типовых двигателей 0,18 кВт

Параметр	АИРЕ 56 В2 (алюминиевый корпус)	АИРЕ 63 А4 (чугунный корпус)	Конденсаторный двигатель CSCR
Мощность, кВт	0,18	0,18	0,18
Частота вращения, об/мин	2850	1420	1420
Номинальный ток, А	1,2	1,3	1,1
КПД, %	58	55	62
cos φ	0,68	0,65	0,85
Пусковой момент, % от Mн	120	130	180
Масса, кг	~3,8	~5,5	~5,0
Типовое исполнение	IM 1081, IP54	IM 1081, IP55	IM 1081, IP54

Сферы применения

Двигатели 0,18 кВт находят применение в областях, где не требуется высокая мощность, но важна автономность от трехфазной сети:

• Вентиляционное оборудование: Вытяжные вентиляторы, приточные установки малой производительности, тепловые завесы.
• Насосное оборудование: Циркуляционные насосы в системах отопления и водоснабжения, дренажные насосы малой мощности, насосы для повышения давления.
• Станкостроение: Приводы малых сверлильных, заточных, отрезных станков.
• Бытовая и коммерческая техника: Приводы компрессоров малых холодильных установок, бетономешалок, подъемных механизмов (ворота, жалюзи).
• Конвейерные системы: Маломощные транспортеры, системы подачи в упаковочном оборудовании.

Критерии выбора и особенности монтажа

При подборе двигателя 0,18 кВт необходимо учитывать следующие аспекты:

• Режим работы (S1, S3, S6): Для двигателей 0,18 кВт стандартным является продолжительный режим S1. При работе в повторно-кратковременных режимах (S3) допустима нагрузка выше номинала, но с ограничением по времени.
• Способ монтажа: Наиболее распространено исполнение IM 1081 (лапы с фланцем). Также встречается IM 1071 (только лапы) или IM 2091 (фланец без лап).
• Класс защиты IP: IP54 — защита от брызг и пыли, IP55 — защита от струй воды и пыли. Для влажных помещений и улицы предпочтительнее IP55.
• Класс изоляции: Стандартно — класс F (до 155°C), что обеспечивает запас термостойкости.
• Тип пуска и конденсаторы: Для механизмов с тяжелым пуском (насосы с задвижкой, транспортеры под нагрузкой) следует выбирать схему CSCR. Емкость рабочего конденсатора для двигателя 0,18 кВт обычно составляет 6-10 мкФ на напряжение 450 В, пускового — 40-70 мкФ на 300-450 В.

Таблица 2. Рекомендуемые емкости конденсаторов для двигателя 0,18 кВт (220 В, 50 Гц)

Тип схемы	Тип конденсатора	Емкость, мкФ (ориентировочно)	Рабочее напряжение, В
Пусковая (CSIR)	Электролитический, неполярный	50 — 70	300 — 450
Рабочая (CSCR)	Пленочный, металлизированный (MBGO, MBGCh, CBB60)	6 — 10	450
Пусковая в схеме CSCR	Электролитический, неполярный	40 — 60	300 — 450

Подключение и схемы управления

Базовая схема подключения однофазного двигателя с пусковым конденсатором включает в себя магнитный пускатель, тепловое реле защиты от перегрузки, кнопочный пост и конденсаторную батарею. Для реверсирования необходимо поменять местами выводы пусковой обмотки. Важно обеспечить надежное отключение пускового конденсатора, так как его длительная работа в цепи приводит к перегреву и выходу из строя. Защита от перегрузок обязательна, учитывая низкий КПД и высокую чувствительность к повышению тока.

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. Почему двигатель 0,18 кВт при пуске «гудит», но не вращается?

Наиболее вероятные причины: неисправность пускового конденсатора (потеря емкости, обрыв), залипание или неисправность центробежного выключателя в двигателе, механическая заклинивание ротора, обрыв в пусковой обмотке. Необходима проверка целостности цепи и емкости конденсатора.

2. Можно ли получить две скорости вращения от однофазного двигателя 0,18 кВт?

Стандартные однофазные асинхронные двигатели не предназначены для регулирования скорости изменением напряжения. Для плавного регулирования скорости требуется частотный преобразователь с однофазным входом и выходом на одну фазу (векторное управление для однофазных машин). Ступенчатое изменение скорости возможно только при использовании специальных многоскоростных двигателей с дополнительными обмотками.

3. Как правильно подобрать конденсатор для двигателя?

Емкость рабочего конденсатора рассчитывается по формуле: C_раб = (4800

• I) / U, где I — номинальный ток двигателя, U — напряжение сети. Для 0,18 кВт (I≈1.2A) C_раб ≈ 26 мкФ. Однако на практике из-за конструктивных особенностей используют меньшие емкости (6-10 мкФ), указанные в паспорте. Пусковая емкость выбирается в 2-3 раза больше рабочей. Ключевой параметр — рабочее напряжение конденсатора: не менее 400-450 В для надежной работы.

4. Чем отличается двигатель с алюминиевым корпусом (АИРЕ) от чугунного (АИР)?

Алюминиевые двигатели (АИРЕ) легче, дешевле и имеют лучший теплоотвод, но менее устойчивы к механическим воздействиям и вибрациям. Чугунные (АИР) — тяжелее, дороже, обладают высокой жесткостью и демпфирующими свойствами, лучше работают в условиях вибрации и имеют больший ресурс в тяжелых условиях. Для стационарной установки предпочтительнее чугун.

5. Почему двигатель сильно нагревается даже без нагрузки?

Возможные причины: повышенное напряжение сети (более 240 В), неправильно подобранный конденсатор (завышенная емкость рабочего конденсатора), проблемы с охлаждением (забит вентилятор), износ подшипников, задевание ротора за статор, межвитковое замыкание в обмотках. Необходимо проверить напряжение, ток холостого хода (он не должен превышать 50-70% от номинального) и состояние механической части.

6. Каков типичный ресурс двигателя 0,18 кВт?

При работе в номинальном режиме, с соблюдением условий эксплуатации (температура окружающей среды не выше 40°C, отсутствие агрессивных сред, правильная защита), ресурс до первого капитального ремонта (перемотки) составляет 10-15 тысяч часов. Наиболее слабые звенья — подшипники и конденсаторы. Ресурс подшипников при нормальных радиальных нагрузках может достигать 20-30 тыс. часов.

Заключение

Однофазные асинхронные электродвигатели мощностью 0,18 кВт являются технически зрелым и оптимизированным решением для широкого спектра маломощных приводов. Их выбор требует тщательного учета режима работы, типа нагрузки и условий окружающей среды. Ключевыми аспектами надежной эксплуатации являются правильный подбор пусковых и рабочих элементов (конденсаторов), обеспечение корректной защиты от перегрузок и перегрева, а также соблюдение регламента технического обслуживания, в первую очередь — контроль состояния подшипниковых узлов. Понимание конструктивных особенностей и параметров данных двигателей позволяет эффективно интегрировать их в различные системы, обеспечивая долгий и стабильный срок службы.