Электродвигатели 1500 об/мин У2

Электродвигатели 1500 об/мин У2: конструкция, параметры и область применения

Электродвигатели серии У2 с синхронной частотой вращения 1500 об/мин (4-полюсные) представляют собой асинхронные машины с короткозамкнутым ротором, предназначенные для привода стационарных механизмов в нормальных условиях эксплуатации. Данная серия, пришедшая на смену устаревшей серии А2 и АО2, долгое время являлась базовой в советском и постсоветском электромашиностроении. Двигатели У2 1500 об/мин характеризуются номинальной мощностью от 0,12 до 110 кВт и рассчитаны на работу от трехфазной сети переменного тока частотой 50 Гц с напряжением 220/380, 380/660 В. Ключевой особенностью является климатическое исполнение У2, что означает работу в умеренном климате на высоте до 1000 м над уровнем моря.

Конструктивные особенности и маркировка

Конструкция электродвигателя У2 1500 об/мин является классической для асинхронных машин. Основные узлы включают в себя: неподвижный статор, состоящий из корпуса, сердечника с трехфазной обмоткой; вращающийся ротор с короткозамкнутой обмоткой типа «беличья клетка»; два подшипниковых щита с шарикоподшипниками качения; вентилятор и вентиляционный кожух. Корпус и щиты выполнены из чугуна, что обеспечивает высокую механическую прочность и снижает вибрацию. Система охлаждения – самовентилируемая (IC0141).

Маркировка двигателя раскрывает его основные параметры. Пример: 5АМ200М2У2.

• 5А – серия (модификация серии А, далее АИ).
• М – вариант длины сердечника (S, M, L).
• 200 – высота оси вращения в мм (габарит).
• М – установочный размер по длине станины (S – короткая, M – средняя, L – длинная).
• 2 – число полюсов (2 – 3000 об/мин, 4 – 1500 об/мин, 6 – 1000 об/мин и т.д.).
• У2 – климатическое исполнение (умеренный климат, категория размещения 2 – в помещениях).

Таким образом, двигатель 5АМ200М2У2 является 4-полюсным (1500 об/мин) с высотой оси вращения 200 мм.

Основные технические характеристики и параметры

Номинальные параметры двигателей У2 1500 об/мин определяются их габаритом и длиной сердечника. Ключевыми являются: номинальная мощность (P_н), номинальное напряжение (U_н), номинальный ток (I_н), коэффициент полезного действия (КПД, η), коэффициент мощности (cos φ), кратность пускового тока (I_п/I_н), кратность пускового момента (М_п/М_н), кратность максимального момента (М_max/М_н).

Таблица 1. Основные параметры электродвигателей У2 1500 об/мин (выборка)

Типоразмер (пример)	Мощность, кВт	Ток, А (380В)	КПД, %	cos φ	Пуск. ток (Iп/Iн)	Пуск. момент (Мп/Мн)	Масса, кг
5А71А2У2	0.55	1.7	73.5	0.83	5.5	2.0	17
5А100S2У2	4.0	8.5	86.0	0.89	7.0	2.0	48
5А160S2У2	15.0	29.8	89.0	0.88	7.0	1.3	155
5А200М2У2	37.0	69.8	91.0	0.89	7.0	1.2	330
5А250S2У2	75.0	138.7	92.5	0.90	6.5	1.1	580

Фактическая частота вращения при номинальной нагрузке составляет примерно 1420-1470 об/мин, что обусловлено величиной номинального скольжения (2-5%). Двигатели имеют степень защиты IP54 (защита от попадания пыли и брызг воды со всех направлений) и класс нагревостойкости изоляции обмоток B или F, что позволяет работать при температуре окружающей среды от -40°C до +40°C.

Область применения и выбор двигателя

Электродвигатели У2 1500 об/мин благодаря универсальности и надежности нашли широкое применение в промышленности. Они используются для привода:

• Насосов центробежных и поршневых.
• Вентиляторов и дымососов.
• Компрессоров.
• Станков (токарных, фрезерных, сверлильных).
• Конвейеров и транспортеров.
• Смесителей и мешалок.
• Прочего оборудования с постоянной или слабо меняющейся нагрузкой.

Выбор конкретного двигателя осуществляется на основе расчета требуемой мощности на валу механизма с учетом режима работы (S1 – продолжительный, S2 – кратковременный и т.д.), условий окружающей среды и особенностей пуска. Необходимо учитывать, что пусковой ток двигателей У2 в 5-7 раз превышает номинальный, что накладывает ограничения при использовании в слабых электрических сетях и требует правильного выбора пусковой и защитной аппаратуры.

Схемы подключения и управление

Обмотки статора электродвигателей У2 1500 об/мин могут быть соединены по схеме «звезда» (Y) или «треугольник» (Δ), что позволяет адаптировать их к разным напряжениям сети. Для номинального напряжения 380/660 В:

• При подключении к сети 380 В обмотки соединяются в «треугольник».
• При подключении к сети 660 В обмотки соединяются в «звезду».

Для двигателей на напряжение 220/380 В соответственно: «треугольник» для 220 В, «звезда» для 380 В. Наиболее распространено подключение к сети 380 В по схеме «треугольник». Для снижения пусковых токов мощных двигателей часто применяют схему «звезда-треугольник», когда запуск осуществляется при соединении обмоток «звездой» (пониженное напряжение), а после разгона происходит переключение на «треугольник».

Техническое обслуживание и ремонт

Плановое техническое обслуживание (ТО) двигателей У2 включает в себя:

• Внешний осмотр, очистку от пыли и загрязнений.
• Контроль вибрации и уровня шума.
• Проверку состояния подшипников, их чистку и замену смазки (пластичная смазка типа ЦИАТИМ-201 или аналоги). Периодичность смены смазки – каждые 2000-4000 часов работы.
• Измерение сопротивления изоляции обмоток мегомметром (не менее 1 МОм для напряжений до 500В).
• Контроль и подтяжку электрических соединений.

Ремонт, как правило, связан с заменой подшипников качения или перемоткой статора при пробое или старении изоляции. После капитального ремонта двигатель должен пройти испытания на холостом ходу и под нагрузкой с контролем потребляемого тока, вибрации и температуры.

Эволюция и современные аналоги

Серия У2 стала основой для разработки более современных и энергоэффективных серий. Ее прямыми преемниками являются серии АИР (российские) и АИ (украинские), которые соответствуют международным стандартам IEC. Двигатели серии АИР, например, имеют улучшенные энергетические показатели (КПД, cos φ), более широкий диапазон мощностей и вариантов монтажа (IM1081, IM2081 и др.). Для агрессивных сред существуют модификации с климатическим исполнением ХЛ (холодный климат) и Т (тропический), а также взрывозащищенные исполнения ВА, ВР. При замене устаревшего двигателя У2 на современный аналог серии АИР необходимо сверять не только мощность и частоту вращения, но и установочные и присоединительные размеры по ГОСТ 2479 (стандарт IEC 60072-1).

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается исполнение У2 от У1 или У3?

Цифра после буквы У обозначает категорию размещения. У1 – для работы на открытом воздухе. У2 – для работы в закрытых помещениях без искусственного регулирования климатических условий. У3 – для работы в закрытых помещениях с искусственной вентиляцией без отопления (например, в металлических ангарах). Основные отличия касаются стойкости к температуре и влажности.

Как определить, по какой схеме подключать двигатель У2 1500 об/мин?

Схема подключения определяется номинальным напряжением двигателя, указанным на его шильдике. Если указано «380/660 В Δ/Y», то для сети 380 В используется схема «треугольник» (Δ). На клеммнике двигателя обычно выведены 6 концов обмоток (U1, V1, W1; U2, V2, W2). Соединение в «треугольник» осуществляется установкой перемычек между клеммами: U1-W2, V1-U2, W1-V2, а на оставшиеся три точки подается трехфазное напряжение.

Почему фактическая частота вращения 1500 об/мин двигателя меньше 1500?

1500 об/мин – это синхронная скорость вращения магнитного поля статора для 4-полюсной машины при частоте 50 Гц. Реальная скорость ротора всегда меньше из-за явления скольжения, необходимого для наведения токов в роторе и создания вращающего момента. Номинальное скольжение для двигателей У2 составляет 2-5%, что дает скорость 1425-1470 об/мин.

Какие защитные аппараты рекомендуются для двигателей У2?

Для защиты от токов короткого замыкания используются предохранители с плавкой вставкой или автоматические выключатели с электромагнитным расцепителем (характеристика D). Для защиты от перегрузки по току – тепловые реле, настраиваемые на номинальный ток двигателя. Современным решением является использование электромагнитных пускателей со встроенной тепловой защитой или частотных преобразователей, обеспечивающих комплексную защиту.

Можно ли использовать двигатель У2 с частотным преобразователем (ЧП)?

Да, но с ограничениями. Двигатели У2 не имеют специализированной изоляции обмоток, рассчитанной на высокочастотные перенапряжения от ШИМ-модуляции ЧП. При использовании с преобразователем рекомендуется:

• Установка выходного фильтра (дросселя) ЧП.
• Ограничение минимальной частоты (не ниже 20-25 Гц) для обеспечения самовентиляции.
• Контроль нагрева двигателя на низких скоростях, возможно, потребуется принудительное охлаждение.

Для длительной эксплуатации в регулируемом приводе предпочтительнее использовать двигатели с изоляцией, инженерной для работы с ЧП (серии АИР…Р).

Как расшифровать дату изготовления на шильдике старого двигателя У2?

На двигателях советского производства дата часто указывалась в формате «II-89» или просто «89». Римская цифра обозначает квартал (I, II, III, IV), а арабские – две последние цифры года. «II-89» означает второй квартал 1989 года.