理论教育 三相异步电动机的基本系列简介

三相异步电动机的基本系列简介

时间:2023-06-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:运用在一般环境条件下作普通用途的三相异步电动机,且具有标准功率等级和标准安装尺寸的,称之为三相异步电动机的基本系列,如Y、Y系列等。三相异步电动机的基本系列,按电动机尺寸的大小可分为大型、中型和小型三种,而按转子绕组型式可分为笼型和绕线型两类。目前我国设计、制造和使用的中、小型三相异步电动机的基本系列如表3-20所示。

三相异步电动机的基本系列简介

三相异步电动机由于其转子绕组不需要与任何电源相连接,而定子电流来自交流电网,因而与其他电动机相比,它具有结构简单,制造、使用和维护方便,运行可靠及重量较轻,成本较低等优点。其中,三相异步电动机的重量和成本分别约为同功率、同转速直流电动机的1/2和1/3。同时,异步电动机还具有较高的效率及接近恒速的负载特性,并且能满足广大多数工农业生产机械的拖动要求。因此,它是各种电动机中使用最广、产量最大的一种电动机。运用在一般环境条件下作普通用途的三相异步电动机,且具有标准功率等级和标准安装尺寸的,称之为三相异步电动机的基本系列,如Y(IP23)、Y(IP44)系列等。

三相异步电动机的基本系列,按电动机尺寸的大小可分为大型、中型和小型三种,而按转子绕组型式可分为笼型和绕线型两类。但小型绕线转子电动机则不作为基本系列,只将中型的绕线转子电动机作为基本系列,中型电动机按额定电压的不同又可分为高压和低压两部分。目前我国设计、制造和使用的中、小型三相异步电动机的基本系列如表3-20所示。

表3-20 中小型三相异步电动机的基本系列

(一)小型Y系列三相异步电动机

小型Y系列三相异步电动机是一种与国际标准接轨的新型节能电动机。它使用面广、生产量大,是取代J2、JO2系列的新的基本系列电动机。

Y系列三相异步电动机它不仅满足了国民经济各部门的配套需要,而且还提高了国内外同类产品的互换性,极大地方便了引进设备的配套和维修。Y系列三相异步电动机根据其外壳的防护等级不同,又可分为IP23(防护式)和IP44(封闭式)两个基本系列,现将这两个系列异步电动机的特点简介如下。

1.Y系列(IP23)三相异步电动机的特点

Y系列(IP23)为三相防护式笼型异步电动机,其防护结构型式不同于Y系列IP44的封闭式结构,但却比一般防滴式结构要优越。它能防止手指触及机壳内带电导体或转动部分;防止直径大于12mm的小形固体异物进入;并防止沿垂直线成60°角或小于60°角的淋水滴入电动机。因此,Y系列(IP23)三相异步电动机的外壳防护等级较J2老系列有明显的提高,从而使其的运行更安全更可靠。

该系列三相异步电动机的额定电压为380V,额定频率为50Hz,功率范围则为5.5~132kW,共有14个功率等级、6个机座号和45个规格。全系列电动机的功率等级、安装尺寸均符合IEC国际标准,电动机的同步转速有3000r/min、1500r/min、1000r/min、750r/min及600r/min,绕组采用B级绝缘材料,电动机均为△形接法,其冷却方式为IC01。Y系列(IP23)三相异步电动机机座号、功率、转速的对应关系如表3-21所示。

表3-21 Y系列(IP23)三相异步电动机机座号、功率、转速对应表

注 加( )的功率为暂定值。

Y系列(IP23)三相异步电动机的堵转转矩比J2系列标准的平均值提高了65%,属国际平均水平。虽然其堵转转矩比J2系列高出许多,但该系列的堵转电流倍数却仍与J2系列相当。

2.Y系列(IP44)三相异步电动机的特点

Y系列(IP44)三相异步电动机是一般用途的全封闭自扇冷式笼型异步电动机,它适用于拖动无特殊性能要求的各种机械设备,如风机空气压缩机水泵和金属切削机床等。其额定电压为380V,额定频率为50Hz,功率范围为0.55~160kW,共有22个功率等级。电动机的同步转速有3000r/min、1500r/min、1000r/min、750r/min及600r/min,其冷却方式为ICO141。在Y系列基本系列的基础上,适当变更部分电磁结构设计或加工工艺,即可派生出许多不同类型的派生系列和专用系列。Y系列电动机全系列共有12个机座号和82个规格,其功率与机座号的对应关系如表3-22所示。

表3-22 Y系列(IP44)三相异步电动机机座号、功率、转速对应表

Y系列(IP44)三相异步电动机具有以下良好性能和结构特点。

(1)效率水平较高。Y系列(IP44)小型三相异步电动机保持了JO2系列电动机效率水平比较高的优点,其效率加权平均值比JO2系列高出0.413%,达到了国际水平。由于电动机效率水平的提高,就给社会带来了巨大的节电经济效益。

(2)起动性能较好。Y系列(IP44)全系列电动机的堵转转矩比JO2系列电动机的平均值高33%,起动转矩达到JQO2系列高起动转矩电动机的水平,其最小转矩均保证在0.8倍的额定转矩以上,并且大部分还达到或超过1倍的额定转矩。因此,其起动性能非常优良,带负载起动也十分顺利。

(3)噪声低振动小。Y系列(IP44)三相异步电动机规定有声功率噪声标准,按噪声限值分为1级和2级,以供用户选用。由于该系列采用电机专用轴承,因而运转噪声大为降低,经实测其噪声低于JO2系列实际水平约5~10dB,振动也比JO2系列电动机有较大地减小。

(4)防护性能较好。Y系列(IP44)三相异步电动机的结构设计已满足了对外界固体物和溅水的防护要求,这样就能有效防止异物对电动机和人体的危害。

(5)运行可靠使用寿命长。Y系列(IP44)三相异步电动机的绕组均采用B级绝缘材料。当海拔不超过1000m,冷却空气的温度不超过40℃时,电动机定子绕组的温升限度(电阻法)不超过80K。因而,除极少数规格外电动机一般均有15K以上的温升裕度。较大的温升裕度则能延长电动机的使用寿命,并提高电动机运行的可靠性

(6)外形美观大方。Y系列(IP44)三相异步电动机的端盖、接线盒、风罩等主要结构部件的外形,都比传统老产品要美观、大方。全系列电动机比JO2系列的体积平均缩小15%,重量平均减轻12%。

3.Y系列三相异步电动机的噪声与振动

Y系列三相异步电动机在空载时测得权声功率级的噪声值,均应不超过表3-23中的规定。

表3-23 Y系列三相异步电动机的噪声值 [dB(A)]

Y系列三相异步电动机的振动速度有效值,应不超过其空载时测得的表3-24所列数值。

表3-24 Y系列三相异步电动机振动速度的有效值

4.Y系列三相异步电动机在不同负载下的效率与功率因数

Y系列三相异步电动机在额定电压、额定频率和满载时的效率及功率因数值,一般在其铭牌上多有标示。而非满载时的效率和功率因数值则可以用表3-25和表3-26进行估算得出。但这两个表内的数值只能作为概略的计算参考,因为其他负载下的效率和功率因数值,只有在测出电动机额定点(即4/4)的效率和功率因数时才可确定。而额定负载下的效率及功率因数的保证值是允许有容差的,其计算方法可按照表3-27进行。

表3-25 Y系列(IP44)三相异步电动机在不同负载情况下的效率 %

表3-26 Y系列(IP44)三相异步电动机在不同负载下的功率因数(www.daowen.com)

表3-27 三相异步电动机效率及功率因数保证值的容差

(二)中型系列三相异步电动机

中型系列三相异步电动机是一种应用极为广泛的交流电动机,它主要可供钢铁、电力化工、建材、机械等工矿企业驱动各种设备,如压缩机、鼓风机、水泵、破碎机、运输机及其他设备等。根据中型系列三相异步电动机额定电压的不同,它分为高压电动机和低压电支机两大类;按其转子结构的不同则又分笼型转子和绕组转子两种型式,现将中型系列三相异步电动机的基本情况简介如下。

1.Y、YR系列中型高压三相异步电动机的特点

Y、YR系列中型高压三相异步电动机是我国于1985年统一设计的新系列中型高压电动机。该系列电动机完全采用国际标准具有较先进的水平。其性能和结构特点如下。

(1)经济效益好。由于Y、YR系列中型高压三相异步电动机采用高导磁低损耗冷轧无取向硅钢片和磁性槽楔,因而其损耗比老系列电动机降低20%以上,效率提高2%以上。新系列电动机的功率因数指标也达到国际同类电动机的平均水平,采用Y、YR新系列三相异步电动机将比老系列电动机具有明显的节能效果。

(2)起动性能好。Y、YR系列电动机的堵转转矩、最大转矩均比老系列电动机要高,能够完全满足风机、水泵等通用机械设备的配套要求。

(3)温升低使用寿命长。新系列电动机采用F级绝缘而温升则按B级考核,因而延长了绝缘老化时间提高了电动机的可靠性和使用寿命。

(4)振动小、噪声低。该新系列电动机从设计上采取了一系列措施来降低电动机的噪声和振动,例如采用斜槽笼型转子、改进风扇与通风道结构以降低电动机的风摩噪声,以及采用磁性槽楔和选择最佳定、转子槽配合和气隙等。Y、YR系列电动机无论是采用弹性基础或刚性基础,其空载时所测得的振动速度有效值均不超过0.28mm/s。该系列电动机空载时测得的权声功率级的数值则不超过表3-28的规定。

表3-28 Y、YR系列高压三相异步电动机的噪声值 [dB(A)]

(5)体积小,重量轻。新系列电动机的功率等级、机座号与老系列的相同功率电动机相比,均低2~3个机座号且重量减轻25%以上,因而新系列电动机具有体积小、重量轻和出力大的优点。

(6)运行可靠维护方便。新系列电动机除了在绝缘结构和防护型式上采取措施,确保运行可靠外,其鼠笼型转子采用铸铝或铜排结构。而铜排与转子槽壁结合紧固,端环与导条采用中频分段焊或整体焊的新工艺,所以避免了发生导体断裂和开焊事故。而绕线转子端部的并头套则采用了电阻焊或硬焊,端部并用绝缘覆盖以消除开焊、虚焊和松绑等问题。并在电动机的转轴上加以焊筋,从而提高了转轴的刚度和定、转子的同心度,也就减少了定转子相擦故障的产生。

此外,新系列电动机还采用了不停机加油和排油装置,并取消了轴承套,因而能在不停机检修的情况下,得以长期运行和减少检修维护时间。部分规格的电动机还选用了中系列柱、球两种轴承并列使用的结构,以有利于提高轴承的使用寿命。

(7)防护型式多种多样。新系列电动机的基本防护型式为IP23,轴承和出线盒均采用IP54密封结构,提高了新系列电动机的防护能力。为适应不同用户的特殊要求,只需作简单的零部件更换,即可将电动机的防护型式变为IP24的防溅水式,IP23、IP24的户外防护式,IP44、IP54的空冷封闭式,IP44、IP54的水冷封闭式,IP54的防煤尘引燃式,IP44的管道通风式以及低噪声式等,并且新系列电动机新颖的钢板焊接的长方形箱式结构,使新系列电动机能够坚固耐用而又美观大方。

(8)通用化标准化更强。由于新系列电动机的设计结构可以极方便地派生出多种防护型式、多种安装方式和多种冷却方式,其零部件的通用性非常高。同时,新系列电动机的设计既符合我国有关电机标准,也符合国际电工委员会(IEC)标准,而且有它本身统一的产品技术条件,因而就保证了该产品的互换性。

2.Y系列中型高压三相异步电动机

Y系列中型高压三相异步电动机的功率范围为220~1400kW,共59个规格,其功率等级和机座号的对应关系同中心高时比老系列电动机低2~3个机座号。新系列电动机的额定电压为6000V,但也制成3000V、10000V或其他电压等级。额定频率为50Hz。基本防护型式为IP22、IP23,按用户要求还可制成IP44、IP54等各种防护型式。当制成IP44封闭式时,电动机功率向下降低一个等级。该系列电动机还可派生气候防护式、管道通风式和低噪声式等多种防护型式电动机。Y系列电动机的安装型式为IMB3,工作方式为S1。该系列电动机采用F级绝缘但温升按B级考核,当电动机在海拔不超过1000m、环境空气温度不超过40℃的条件下能良好地运行。

3.YR系列中型高压三相异步电动机

YR系列中型高压三相异步电动机中心高为355~500mm,它为一般用途的绕线转子异步电动机,主要应用于需要满载起动的各种机械设备的拖动,如轧钢机、磨机和造纸机械等。但不适用于卷扬机等频繁起动及经常逆转的场合。该系列电动机功率范围在4极时为220~1250kW共56个规格;转速有1500r/min、1000r/min、750r/min、600r/min和500r/min5种;外壳防护等级为IP23,定额为S1;额定电压6000V额定频率为50Hz;新系列电动机比JR老系列中型高压电动机低2~3个机座号。YR系列中型高压三相异步电动机的型号说明则如下:

4.JS2、JR2系列中型低压三相异步电动机

JS2、JR2系列防护式电动机是中型低压三相异步电动机的基本系列,其基本结构及安装型式为IMB3,如用户有特殊要求也可制成管道通风式。JS2、JR2系列中型低压三相异步电动机效率较高,且因采用B级绝缘而提高了使用寿命和运行可靠性。可供煤矿、发电厂及工矿企业拖动各种机械设备,如空压机、通风机、球磨机、破碎机、水泵、运输机械、切削机床及其他设备等。JS2、JR2系列电动机的额定电压为380V,额定频率为50Hz,功率范围为60~320kW,分为11个功率等级;全系列电动机有两个机座号即355和400;其同步转速有3000r/min(JR2系列无)、1500r/min、1000r/min、750r/min、600r/min5种。共计JS2系列电动机有40个规格,JR2系列则为33个规格。JS2、JR2系列中型低压三相异步电动机的功率等级与转速及机座号的对应关系如表3-29所示。

表3-29 JS2、JR2系列中型低压三相异步电动机功率、转速及机座号对应表

续表

JS2、JR2系列中型低压电动机在环境温度不超过40℃,海拔高度不高于1000m时能保证在额定功率下良好工作。若电动机周围的空气温度或管道通风的冷却空气温度高于40℃时,此时该电动机的输出功率可按表3-30进行调整。

表3-30 JS2、JR2系列中型低压电动机功率与冷却空气温度关系表

JS2系列中型低压异步电动机为笼型转子电动机,允许它全电压直接起动,但其供电电源则应具相应条件;JR2系列绕线转子中型低压异步电动机,则不允许将转子绕组直接短接进行起动,而必须在转子回路内接入起动变阻器方可起动。

JS2、JR2系列中型低压三相异步电动机的型号说明如下所示。

型号说明:

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