Электродвигатели серии У1 представляют собой асинхронные двигатели переменного тока с короткозамкнутым ротором, разработанные для эксплуатации в умеренном климате (климатическое исполнение У1 по ГОСТ 15150-69). Данная серия, являющаяся предшественницей современных двигателей серий АИР, широко применялась в советский период и продолжает использоваться на множестве действующих промышленных объектов. Конструкция двигателей У1 характеризуется высокой надежностью, ремонтопригодностью и адаптацией к типовым условиям промышленных предприятий.
Двигатели У1 изготавливаются в соответствии с ГОСТ 26772-85 (двигатели асинхронные трехфазные с короткозамкнутым ротором). Основные конструктивные элементы включают: литой чугунный корпус и станину, сердечник статора из листов электротехнической стали, обмотку статора из медного провода, короткозамкнутый ротор типа «беличья клетка» (алюминиевая или медная заливка), шарикоподшипниковые щиты, вентилятор и вентиляционный кожух. По способу монтажа двигатели У1 выпускались в основном в исполнении IM1081 (на лапах с одним цилиндрическим концом вала) и IM2081 (на лапах с двумя цилиндрическими концами вала).
Система маркировки двигателя У1 расшифровывается следующим образом:
Пример полного обозначения: У1 5АМ2 – двигатель умеренного климата для работы на открытом воздухе, габарит 5 (высота оси 132 мм), установочный размер M, двухполюсный (синхронная частота 3000 об/мин).
Двигатели У1 выпускались на стандартные напряжения трехфазной сети 220/380 В, 380/660 В частотой 50 Гц. Номинальная мощность двигателей серии охватывала диапазон от 0.12 кВт до 400 кВт в зависимости от габарита и числа полюсов. Класс нагревостойкости изоляции, как правило, B или F по ГОСТ 8865-93, что допускает нагрев обмоток до 130°C (класс B) или 155°C (класс F). Степень защиты по ГОСТ 17494-87 – преимущественно IP44 (защита от попадания твердых тел размером более 1 мм и брызг воды со всех направлений), что делает их пригодными для работы в условиях повышенной запыленности и влажности. Класс энергоэффективности по современным меркам низкий (соответствует IE1 или ниже), так как серия разрабатывалась до внедрения жестких норм по энергосбережению.
| Тип двигателя | Мощность, кВт | Синхронная частота, об/мин | КПД, % | cos φ | Пусковой ток / Iном | Масса, кг |
|---|---|---|---|---|---|---|
| У1 4АМ2 | 5.5 | 3000 | 85.5 | 0.88 | 7.0 | 65 |
| У1 5АМ4 | 11.0 | 1500 | 88.0 | 0.87 | 7.0 | 120 |
| У1 6АМ6 | 18.5 | 1000 | 89.5 | 0.86 | 6.5 | 220 |
| У1 7МВ8 | 55.0 | 750 | 91.0 | 0.82 | 6.0 | 650 |
Двигатели У1 проектировались как универсальный привод для широкого спектра промышленного оборудования: насосы, вентиляторы, компрессоры, станки, конвейеры, дробилки, лебедки и другие механизмы. Их надежная конструкция позволяет работать в продолжительном режиме S1 по ГОСТ 26772-85. Однако при планировании эксплуатации необходимо учитывать ряд особенностей. Во-первых, высокие пусковые токи (в 5-7 раз выше номинального) требуют соответствующего выбора аппаратов защиты и пусковой аппаратуры. Во-вторых, относительно низкий cos φ, особенно у многоскоростных и низкооборотистых моделей, может вызывать необходимость компенсации реактивной мощности на предприятии. В-третьих, масса и габариты двигателей У1 существенно превышают аналогичные показатели современных двигателей серии АИР аналогичной мощности, что важно учитывать при модернизации и проектировании новых установок.
Современным преемником серии У1 является серия асинхронных двигателей АИР (Асинхронные Исполнения Россия), изготавливаемая по ГОСТ Р 51689-2000. Ключевые отличия и преимущества АИР:
Таким образом, при капитальном ремонте или новом проектировании целесообразно выбирать двигатели серии АИР. Однако для поддержания в рабочем состоянии действующего парка оборудования, где установлены двигатели У1, их ремонт и восстановление остаются экономически оправданными.
При выборе двигателя У1 для замены вышедшего из строя или подбора аналога необходимо учитывать следующие параметры: номинальная мощность (кВт), синхронная частота вращения (об/мин), напряжение и схема соединения обмоток (звезда/треугольник), установочные и присоединительные размеры (габарит, длина станины, диаметр вала, высота оси вращения), способ монтажа и степень защиты. Ремонт двигателей У1, как правило, включает перемотку статора, замену подшипников, проточку коллектора (для двигателей с фазным ротором), балансировку ротора и покраску. Из-за устаревания изоляционных материалов при капитальном ремонте рекомендуется производить полную перемотку с использованием современных изоляционных материалов класса F или H, что повысит надежность и термостойкость двигателя.
Исполнение У1 предназначено для эксплуатации в макроклиматическом районе с умеренным климатом на открытом воздухе (категория размещения 1). Исполнение У3 предназначено для того же климата, но для работы в закрытых помещениях без искусственного регулирования климатических условий, где колебания температуры и влажности выше, чем на открытом воздухе (категория размещения 3). Двигатели У3 имеют менее стойкое к коррозии лакокрасочное покрытие и могут не иметь защиты от воздействия солнечной радиации.
Да, замена возможна и часто целесообразна. Для подбора аналога необходимо ориентироваться на основные параметры: мощность, частоту вращения, напряжение, установочные размеры (габарит) и способ монтажа. Например, двигатель У1 5АМ4 (11 кВт, 1500 об/мин) напрямую заменяется на двигатель АИР160S4 (15 кВт, 1500 об/мин) или АИР160M4 (18.5 кВт, 1500 об/мин) в зависимости от требуемого запаса по мощности. Необходимо свериться с каталогами производителей, так как присоединительные размеры могут незначительно отличаться.
Схема соединения указана на шильдике двигателя. Например, запись «380/660 В, Y/Δ» означает, что при линейном напряжении сети 380 В обмотки должны быть соединены звездой (Y), а при 660 В – треугольником (Δ). Фактическое соединение проверяется визуально в клеммной коробке: три перемычки между тремя зажимами – это звезда, три перемычки, соединяющие зажимы попарно (в линию) – это треугольник. Наиболее распространенное напряжение промышленных сетей 380 В, поэтому чаще всего применяется соединение «звезда».
Решение зависит от состояния двигателя, стоимости ремонта и ожидаемых эксплуатационных затрат. Капитальный ремонт (с перемоткой) может составить 40-60% от стоимости нового двигателя АИР. Если двигатель У1 имеет высокий износ, низкий класс изоляции и будет использоваться интенсивно, часто выгоднее приобрести новый энергоэффективный двигатель АИР класса IE2 или IE3. Экономия на электроэнергии окупит разницу в цене за 1-3 года. Если же двигатель эксплуатируется периодически, а его ремонт не требует перемотки (например, только замена подшипников), то ремонт остается экономически оправданным.