Y系列三相异步电动机为常用的小型鼠笼式全封闭自扇冷式电动机,其外形如图4-1-1所示。Y系列产品的定子绕组为铜线,从中心高H80～H280,共11个机座号,65个规格; Y-L系列定子绕组为铝线,从中心高H180～H280,共5个机座号,24个规格。额定电压为380V,功率在3kW及以下者为Y接法,其他功率者均为△接法。额定频率为50Hz。功率范围从0.55～132kW。同步转速分为3000、1500、1000和750转/分(r/min) 四挡。外壳防护型达到国际电工委员会(IEC)标准IP44防护等级,冷却方式为IC0141。设计考虑了Y系列和Y-L系列的通用性,它们的功率与机座号的对应关系见表4-1-1。
表4-1-1 Y与Y-L系列电动机的功率与机座号对应表
| 机 座 号 | 同 步 转 速(r/min) | ||||
| 3000 | 1500 | 1000 | 750 | ||
| 功率(kW) | |||||
| 80 | 1 2 | 0.75 | 0.55 | ||
| 1.1 | 0.75 | ||||
| 90S 90L | 1.5 | 1.1 | 0.75 | ||
| 2.2 | 1.5 | 1.1 | |||
| 100L | 1 2 | 3 | 2.2 | 1.5 | |
| 3 | |||||
| 112M | 4 | 4 | 2.2 | ||
| 132S | 1 2 1 | 5.5 | 5.5 | 3 | 2.2 |
| 7.5 | |||||
| 7.5 | 4 | 3 | |||
| 132M | 2 | 5.5 | |||
| 160M 160L | 1 2 | 11 | 11 | 7.5 | 4 |
| 15 | 5.5 | ||||
| 18.5 | 15 | 11 | 7.5 | ||
续表
| 机 座 号 | 同 步 转 速(r/min) | ||||
| 3000 | 1500 | 1000 | 750 | ||
| 功率(kW) | |||||
| 180M 180L | 22 | 18.5 | |||
| 22 | 15 | 11 | |||
| 200L | 1 2 | 30 | 30 | 18.5 | 15 |
| 37 | 22 | ||||
| 225S 225M | 37 | 18.5 | |||
| 45 | 45 | 30 | 22 | ||
| 250M | 55 | 55 | 37 | 30 | |
| 280S | 75 | 75 | 45 | 37 | |
| 280M | 90 | 90 | 55 | 45 | |
在表4-1-1中,S、M、L分别表示短、中、长机座。
Y、Y-L系列为基本系列。根据用途的不同,又派生出60Hz、隔爆型、精密机床用、电磁制动、船用、齿轮减速、户外型、湿热带、化工防腐、电磁调速、绕线型、防爆安全等电动机,以满足工农业生产的需要。
(一)Y系列三相电动机的特点
1.功率等级与机座号
Y系列电动机平均比旧型号JO2系列同机座号升高一级功率,有利于缩小主机体积。其容量与机座号的对应关系同欧洲市场同类产品相同,与美国、日本同类产品相近,因此有利于满足外贸出口日益增长的需要,也便于引进国外配套设备。
还须指出,Y系列的功率等级采用了国际电工委员会(IEC) 72号标准中的第一数系 (除3.7kW改用3kW、4kW外),从0.55～90kW共分有19级,比淘汰产品JO2系列多一级,使较大功率一段稍密些,有利于减少过安装容量。每个机座号对应的安装尺寸也都符合IEC72号标准。
图4-1-1 电动机外型及各部分名称
电动机结构及安装型式代号国家标准GB997—1981规定,其代号由国际安装 (International Mounting)的缩写字母“IM”表示,后面由代表“卧式安装”的大写字母“B”或代表“立式安装”的大写字母“V”连同1位或2位数字组成。
具体说来,电动机结构及安装型式有如下几个类型:
B3:机座有底脚。端盖无凸缘。安装在基础构件上。
B35:机座有底脚。端盖上带凸缘。凸缘有通孔。借底脚安装在基础构件上,并附用凸缘安装。
B34:机座有底脚。端盖上带凸缘,凸缘有螺孔并有止口。借底脚安装在基础构件上,并附用凸缘平面安装。
B5:机座无底脚。端盖上带凸缘,凸缘有通孔,借凸缘安装。
B14:机座无底脚。端盖上带凸缘,凸缘有螺孔,并有止口,借凸缘平面安装。
Ⅵ:机座无底脚。轴伸向下,端盖上带凸缘,凸缘有通孔。借凸缘在底部安装。
2.力能指标与启动性能
(1)效率。
小型三相电动机使用面广。有人估计,它消耗的电能占我国电力供应用量的50%以上。Y系列电动机保持了我国小型三相异步电动机系列效率指标比较高的设计特点,而且全系列加权平均效率水平比JO2系列还高0.4%。此外,从节约电能出发,Y系列电动机又保持了JO2系列电动机的将效率指标列入技术条件考核,按实测杂散损耗进行计算的特点,Y系列电动机效率指标同德国西门子公司比较,比西门子公司高1%以上,与目前国际上一般通用电动机中较高效率水平相当。
Y系列电动机的效率采用实测杂损耗的损耗分析法确定,比较接近电动机的实际情况,用户选用计算时正确性可以提高。
(2) 功率因数和启动转矩倍数。
Y系列电动机的功率因数cosφ属于国际平均先进水平。Y系列电动机的启动转矩,可以满足一般国内外用户需要。以0.75～90kW4极电动机为例,其功率因数可达0.842,启动转矩达2.09。
(3) 噪声与振动。
世界各国对环境保护很重视,把噪声列为七大公害之一。我国对环境保护也越来越重视,制订了 “工业噪声卫生允许标准”,分别对新建企业和老企业提出了工作场所环境噪声的限值。电动机噪声是噪声源之一,如何抑制、降低,也越来越引起人们的注意。Y系列电动机把噪声要求列为技术条件中的考核项目,它的指标要求与IEC的噪声等级标准相比,一般比噪声指标的限值低5dB(分贝)左右。这是由于Y系列电动机在电磁设计、结构设计、改进轴承室公差、校动平衡及选用电动机专用轴承等方面,采取了有效的措施,因此它的噪声一般比JO2系列低3～5dB,个别好的甚至低10dB。
振动水平和噪声水平一样是评定电动机制造质量和结构的重要技术指标。在JO2系列电动机的技术条件中,是采用振幅值的大小来表示振动水平的。例如: 规定2极、4极、6极、8极电动机的振动 (两倍振幅值)分别不大于0.050、0.085、0.100、0.120mm。Y系列电动机在技术条件中规定了以空载时测得的振动速度有效值来考核,符合我国制定的振动等级标准中的N级 (即标准级),其要求的水平与德国BBC系列相当。
(4) 防护型式。
我国制订的GB1498—1979《电动机、低压电器外壳防护等级》国家标准,对电动机外壳防护不再采用过去习惯的“封闭式”、“防护式”、“开启式”的说法,而是给予了等级代号,并规定了试验条件。防护等级代号由表征字母IP及附加在后的两个表征数字组成。第一位表征数字表示外壳对人和壳内部件的防护等级,如表4-1-2所示; 第二位表征数字表示由于外壳进水而引起的有害影响的防护级,如表4-1-3所示。表中的“简述”一栏不作为防护型式的规定,只作为概要介绍。
表4-1-2 防护等级IP后第一位表征数字的含义
| IP后面 第一位数 | 防 护 等 级 | |
| 简 述 | 含 义 | |
| 0 | 无防护电动机 | 无专门防护的电动机 |
| 1 | 防护大于50mm固 体的电动机 | 能防止大面积的人体(如手)偶然或意外地触及或接近壳内带电或转动部件 (但不能防止故意接触);能防止直径大于50mm的固体异物进入壳内 |
| 2 | 防护大于12mm固 体的电动机 | 能防止手指或长度不超过80mm的类似物体,触及或接近壳内带电或转动部件。 能防止直径大于12mm的固体异物进入壳内 |
| 3 | 防护大于2.5mm 固体的电动机 | 能防止直径大于2.5mm的工具或导线触及或接近壳内带电或转动部件; 能防止直径大于2.5mm的固体异物进入壳内 |
续表
| IP后面 第一位数 | 防 护 等 级 | |
| 简 述 | 含 义 | |
| 4 | 防护大于1mm固 体的电动机 | 能防止直径或厚度大于1mm的导线或片条触及或接近壳内带电或转动部件; 能防止直径大于1mm的固体异物进入壳内 |
| 5 | 防尘电动机 | 能防止触及或接近壳内带电或转动部件,进尘量不足以影响电动机的正常运行 |
表4-1-3 防护等级IP后面第二位表征数字的含义
| IP后面 第二位数 | 防 护 等 级 | |
| 简 述 | 含 义 | |
| 0 | 无防护电动机 | 无专门防护 |
| 1 | 防滴电动机 | 垂直滴水应无有害影响 |
| 2 | 15°防滴电动机 | 当电动机从正常位置向任何方向倾斜至15°以内任何角度时,垂直滴水应无有害 影响 |
| 3 | 防淋水电动机 | 与垂直线成60°角范围以内的淋水应无有害影响 |
| 4 | 防溅水电动机 | 承受任何方向的溅水应无有害影响 |
| 5 | 防喷水电动机 | 承受任何方向的喷水应无有害影响 |
| 6 | 防海浪电动机 | 承受猛烈的海浪冲击或强烈喷水时,电动机的进水量应不达到有害的程度 |
| 7 | 防浸水电动机 | 当电动机浸入规定压力的水中经规定时间后,电动机的进水量应不达到有害的 程度 |
| 8 | 潜水电动机 | 电动机在制造厂规定的条件下能长期潜水。电动机一般为水密型,但对某些类 型电动机也可允许水进入,但应不达到有害的程度 |
例如IP44,它与过去的 “封闭式” 电动机基本相同。IP44中的第一位数字 “4” 表示能防护大于1mm固体异物进入壳内的电动机;第二位数字“4”表示能承受任何方向的溅水应无有害影响。被淘汰的JO2系列电动机虽是封闭式电动机,但在它的技术条件中却没有此种规定。Y系列电动机在设计时已考虑到要满足IP44的要求,对出线盒、轴伸与端盖配合处、风罩进风口形式等有关问题,均作了改进。
(5)材料的选用。
Y系列电动机采用了新型的B级绝缘结构。电磁线为聚酯基漆包线。槽绝缘、层间绝缘、相间绝缘均采用聚酯薄膜与聚酯纤维纸复合的材料。浸渍漆为聚酯系的绝缘漆。这种绝缘结构经过模型线圈热评定试验方法的对比评定,其预期寿命比JO2系列的绝缘结构有较大的提高。尤其要指出的是,Y系列电动机采用了B级绝缘的复合槽楔,有利于机械化嵌线和提高槽面积的利用率。
Y系列电动机在轴承润滑方面选用了有较高使用寿命的优质锂基润滑脂,加上在Y80至Y132机座号的电动机中采用电动机专用密封轴承,因此,它将减少用户的维护工作量。
(6)其他。
Y系列电动机在设计中认真贯彻我国新制定的国标和部标,积极考虑了IEC已颁布的标准,在线端标志和安装结构型式代号方面,与JO2系列电动机有较大的改变。例如,安装结构型式代号是与IEC34-7标准中规程Ⅰ的标志方法一致的,线端标志采用U1、V1、W1、U2、V2、W2来表示(JO2采用D1～D6来表示)。规定“在出线端标志的字母顺序与三相电源的电压相序方向相同时,从轴伸端视之,电动机应为顺时针方向旋转”。这一点是与IEC34-8标准是一致的,这有利于用户使用。
Y系列电动机外形设计美观。由于对端盖、出线盒、风罩等这些影响外观的主要零件造型加以改进,因此比传统的产品显得匀称、美观。尤其是风罩的进风口形状,除了采用腰圆孔形状外,又吸取国外的经验,设计了小方孔形状,与传统产品风格各异。
(二) Y系列三相电动机的使用效果
Y系列电动机在推广使用中有明显优越的效果:
(1) 由于Y系列效率较高,因此节电效果可观。据估计,全国推广使用一年就可节约上亿度电。
(2)同样输出功率,Y系列电动机体积平均比JO2系列小15%,质量平均比JO2系列轻12%,有利于主机缩小体积,减轻质量。
(3) 由于噪声降低和积极考虑国际通用标准,在设计时考虑国内电动机统一,产品出口有竞争力。
(4)可以提高成套装备和技术引进中的国内电动机分交的比例,节约外汇。
(5)可以促进国内小型异步电动机制造、管理水平的提高。
(三) Y系列三相电动机技术数据
表4-1-4 Y系列三相电动机技术数据
| 型 号 | 额定功率 (kW) | 满 载 时 | |||
| 转速(r/min) | 电流(A) | 效率(%) | 功率因数 | ||
| Y160M-2 Y160L1-2 Y160L2-2 Y160M-2 Y160L-2 Y200M-2 Y200L-2 Y200M-2 Y250S-2 Y250M-2 Y280M-2 Y160M-4 Y160L1-4 Y160L2-4 Y180M-4 Y180L-4 Y200M-4 Y200L-4 Y225M-4 Y250S-4 Y250M-4 Y280S-4 Y280M-4 | 15 18.5 22 30 37 45 55 75 90 110 132 11 15 18.5 22 30 37 45 55 75 90 110 132 | 2928 2929 2928 2938 2939 2952 2950 2955 2966 2965 2967 1459 1458 1458 1467 1467 1437 1473 1476 1480 1480 1482 1483 | 29.3 35.2 41.8 56.7 69.2 84.2 100.8 137.9 164.9 199.4 238 22.4 29.8 36.5 43.2 57.9 71.1 85.5 103.6 140.1 167.2 202.4 241.3 | 88 89 89.5 89.5 90.5 91 91.5 91.5 92 92.5 92.5 87.5 88 89 89.5 90.5 90.5 91 91.5 92 92.5 92.5 93 | 0.88 0.89 0.89 0.89 0.89 0.89 0.89 0.89 0.89 0.90 0.90 0.85 0.86 0.86 0.86 0.87 0.87 0.87 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 |
续表
| 型 号 | 额定功率 (kW) | 满 载 时 | |||
| 转速(r/min) | 电流(A) | 效率(%) | 功率因数 | ||
| Y160M-6 Y180L-6 Y180M-6 Y180L-6 Y200M-6 Y200L-6 Y225M-6 Y250S-6 Y250M-6 Y280S-6 Y280M-6 Y160M-8 Y160L-8 Y180M-8 Y180L-8 Y200M-8 Y200L-8 Y225M-8 Y250S-8 Y250M-8 Y280S-8 Y280M-8 | 7.5 11 15 18.5 22 30 37 45 55 75 90 5.5 7.5 11 15 18.5 22 30 37 45 55 75 | 971 971 974 975 978 975 982 983 983 986 986 723 723 727 726 728 729 734 735 736 740 740 | 16.7 23.9 31 37.8 43.7 58.6 70.2 86.2 104.2 104.8 166.8 13.5 18.0 25.1 34.0 40.2 47.7 61.7 76.3 92.8 112.4 151 | 85 86.5 88 88.5 89 89.6 90.5 91 91 91.5 92 83.5 85 86.5 87.5 88.5 89 89.5 90 90.5 91 91.5 | 0.79 0.78 0.81 0.83 0.85 0.85 0.87 0.86 0.87 0.87 0.88 0.73 0.73 0.74 0.76 0.78 0.78 0.81 0.80 0.79 0.80 0.81 |