YB2系列高压隔爆型三相异步电动机技术方案.docx
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YB2系列高压隔爆型三相异步电动机技术方案
技术方案
YB2系列高压隔爆型三相异步电动机
近几年来，欧美工业发达国家对节约能源及环境保护非常关注。
电动机在电气传动中带动负载机械做功的同时也耗用大量的电能，所耗用的电能约占总发电量的60％左右，提高电动机的运行效率对节能意义重大。
电动机的供电电源目前大多为火力发电设备，增加发电量必然会增加温室气体的排放，从而增大对环境的污染，不利于环境保护。
因而加拿大、美国、欧洲都相继提出开发高效节能电动机的要求，并开发了相应的产品。
1972年中国第一台高压隔爆电机在这里诞生。
1989年佳电与南阳两公司先后从德国西门子引进YB355～710系列高压隔爆型三相异步电动机，至今，防爆电机领域未有新的突破。
YB2系列高压隔爆型三相异步电动机是我公司采用国内外先进技术，结合我公司生产高压防爆电机的实践经验而设计制造的新系列产品，国内首创，独家生产。
本系列电动机采用圆筒式铸铁机座，改变了周围布管的传统结构，是使用范围更广、防护等级更高、技术性能更好、结构更紧凑、节能并满足环保要求的新一代产品。
是最具发展前景的中型高压三相异步电动机。
该产品具有制造精良、体积小、重量轻、效率高、振动小、噪声低、可靠性强、使用寿命长、安装维护方便等优点。
安装尺寸及功率均符合IEC标准。
1、主要技术特点
★高效、节能、环保
★体积小、重量轻、外形美观、线条流畅
★技术性能更好、安装维护更方便
★通用性、互换性强
2、YB2系列电机的基本参数、使用环境条件及工作方式
本系列电动机符合的功率范围为185kW～1600kW，极数为2～8P，电压为3kV、6kV、10kV，防护等级为IP54或IP55，可制成隔爆型ExdIIAT4、ExdIIBT4及复合防爆型ExdeIIAT4、ExdeIIBT4适用于工厂中A级、B级、引燃温度为T4及以下温度组别的可燃性气体或蒸气与空气形成爆炸性混合物的场所的设备上，如风机、水泵、压缩机等，可制成隔爆型ExdI，适用于有甲烷或煤矿爆炸危险性混合物存在的场所及煤矿非采掘工作面用电气设备。
可以按不同环境制成不同防护类型，如户外型、防腐型、干湿热带型等。
2.1.基本参数
额定电压：
3kV、6kV、10kV
额定频率：
50Hz，亦可根据用户要求提供额定频率为60Hz的电动机
防护等级：
IP54，根据用户要求可达到IP55。
绝缘等级：
F级或H级
安装方式：
IMB3，亦可根据用户要求提供其它安装方式，如IMB35、IMV1等。
冷却方式：
IC411，即带有内循环通风自扇冷式，电动机有两个独立冷却回路：
内冷却回路和外冷却回路。
防护类型按不同使用环境制成不同防护类型，如户外型、防腐型、干湿热带型等
隔爆型电机ExdI、ExdIIAT4、ExdIIBT4，
复合防爆型电机ExdeIIAT4、ExdeIIBT4
2.2.使用环境条件与工作方式
环境空气温度：
-15℃～40℃
海拔：
不超过1000m
额定频率：
50Hz，允许频率偏差±1％
额定电压：
允许电压偏差±5％
工作方式：
连续工作制（S1）
电动机应采用联轴器传动。
注：
对环境空气温度，海拔，电源电压及频率如有特殊要求，请在订货时提出
3、执行标准
GB191-2000包装储运图示标志（ISO780：
1997，MOD）
GB755-2000旋转电机定额和性能（IEC60034-1：
1996，NEQ）
GB/T997-2003电机结构及安装型式代号（IEC60034-7：
1972，IDT）
GB/T1032-2005三相异步电动机试验方法
GB/T1993-1993旋转电机冷却方法（IEC60034-6：
1991第二版，MOD）
GB/T4772.1-1999旋转电机尺寸和输出功率等级
第2部分：
机座号355～1000和凸缘号1180～2360（IEC60072-1：
1991，IDT）
GB/T4942.1-2001旋转电机外壳防护分级（IP代码）（IEC60034-5：
1991，IDT）
GB10068-2000轴中心高为56mm及以上电机的机械振动、振动的测量、评定及限值（IEC60034-14：
1996，IDT）
GB/T10069.1-2006旋转电机噪声测定方法及限值
第一部分：
旋转电机噪声测定方法
GB/T10069.3-2006旋转电机噪声测定方法及限值
第三部分：
噪声限值（IEC60034-9，1997，NEQ）
JB/T10098-2000交流电机成型线圈耐冲击电压水平（IEC60034-15：
1995，IDT）
GB3836.1-2000《爆炸性气体环境用电气设备第1部分:
通用要求》
GB3836.2-2000《爆炸性气体环境用电气设备第2部分:
隔爆型“d”》
Q/0EE.084-2008《YB2系列高压隔爆型三相异步电动机技术条件（机座号355-560）》
Q/0EE.114-2005《YB2系列（10kV）高压隔爆型三相异步电动机技术条件（机座号450-560）》
4、YB2系列与YB系列电机比较具有哪些优点？
4.1、高效、节能、环保
高效：
YB2系列电机效率试验值均高于YB系列电机。
同功率、同极数YB2与YB电机效率值对比见下表：
YB2电机
YB电机
电机型号
功率
电压
效率（%）
型号
功率
电压
效率（%）
试验值
试验值
YB2355-4
280kW
6kV
95.12
YB400-4
280kW
6kV
94.65
YB24504-4
315kW
10kV
94.96
YB450-4
315kW
10kV
93.08
YB24507-4
450kW
10kV
95.18
YB560-4
450kW
10kV
92.53
YB2450-4
710kW
6kV
96.96
YB560-4
710kW
6kV
94.12
YB25002-2
630kW
10kV
95.32
YB630-2
630kW
10kV
94.4
YB2500-4
1000kW
6kV
96.15
YB630-4
1000kW
6kV
95.44
YB2500-4
900kW
10kV
95.77
YB710-4
900kW
10kV
93.56
YB2500-4
1120kW
6kV
96.41
YB630-4
1120kW
6kV
95.71
YB2500-2
500kW
10kV
95.51
YB560-2
500kW
10kV
94.58
节能：
高效电机在实际运行中的节能效果是惊人的，YB2系列与YB系列电机运行一年所节约的电能具体见下表：
电机型号
功率
每年节能值（kW·h）
折合人民币（kW·h/元）
YB2355-4
280kW
12805
12805
YB24504-4
315kW
58692
58692
YB24507-4
450kW
118614
118614
YB2450-4
710kW
193556
193556
YB25002-2
630kW
26426
26426
YB2500-4
1000kW
67777
67777
YB2500-4
900kW
194455
194455
YB2500-4
1120kW
74429
74429
YB2500-2
500kW
45093
45093
环保：
流线型风扇和风罩的设计及完美的通风原理，为降低噪声提供了强有力的保障，
使
电机的噪声均低于国家标准，噪声具体比较见下表：
电机型号
功率（kW）
国家标准声功率级dB（A）
试验值声功率级dB（A）
YB2355-4
250
111
105
YB2355-2
280
111
101
YB2450-2
450
111
107
YB2450-4
450
108
103
YB2500-4
710
111
107
YB2500-6
630
108
103
YB2560-4
1250
113
110
4.2、体积小、重量轻、外形美观、线条流畅
体积小：
YB2系列与YB系列同功率、同极数电机中心高及长×宽×高对比见下表：
YB2电机
YB电机
电机型号
长×宽×高
电机型号
长×宽×高（mm）
YB2355-4280kW
1840×790×1010
YB400-4280kW
1920×840×1120
YB2400-4450kW
2000×870×1110
YB450-4450kW
2020×900×1250
YB2450-4710kW
2150×950×1170
YB560-4710kW
2240×1180×1160
YB2500-41120kW
2380×1080×1290
YB630-41120kW
2340×1280×1300
YB2560-41600kW
2600×1170×1400
YB710-41600kW
2600×1400×1500
重量轻：
YB2系列与YB系列同功率、同极数电机重量对比见下表：
YB2电机
YB电机
电机型号
重量（kg）
电机型号
重量（kg）
YB2355-4280kW
2400
YB400-4280kW
2420
YB2400-4450kW
3250
YB450-4450kW
3600
YB2450-4710kW
4200
YB560-4710kW
5300
YB2500-41120kW
5800
YB630-41120kW
7005
YB2560-41600kW
6020
YB710-41600kW
9770
外形美观、线条流畅：
平行式全散热片铸铁机座，散热片之间采用不等距分布和非同心圆的组合方式，机座缩腰，机座上电机绕组端部空间位置有内散热筋，有整体长度上的箱式地脚支座。
端盖内外侧带有正交分布的平行式散热筋。
4.3、技术性能更好、安装维护更方便
技术性能更好：
YB2系列与YKK系列、YB系列、西门子ILA1系列同功率、同极数电机性能（保证值）比较见下表：
规格
系列
效率
%
功率因数
最大转矩倍数
启动转矩倍数
启动电流倍数
280kW-2
YB2系列（IC411）
94.6
0.86
2.0
0.7
7.0
YKK系列（IC611）
92.8
0.85
1.8
0.6
7.0
YB系列（IC411）
93.5
0.88
2.5
1.3
7.0
1LA1系列
94.7
0.86
2.0
0.7
6.5
450kW-4
YB2系列（IC411）
95.2
0.85
2.0
0.8
6.5
YKK系列（IC611）
93.9
0.86
1.8
0.7
6.5
YB系列（IC411）
94.5
0.87
2.2
1.1
6.5
1LA1系列
95.4
0.85
2.0
0.7
6.0
500kW-6
YB2系列（IC411）
94.9
0.83
2.0
0.8
6.0
YKK系列（IC611）
94.3
0.83
1.8
0.7
6.0
YB系列（IC511）
95.0
0.85
2.0
1.0
5.5
1LA1系列
95.1
0.83
2.0
0.7
5.5
900kW-8
YB2系列（IC411）
95.6
0.81
2.0
0.7
5.5
YKK系列（IC611）
94.8
0.84
1.8
0.7
6.0
YB系列（IC511）
95.5
0.84
2.0
0.9
6.0
1LA1系列
95.8
0.81
2.0
0.7
5.5
由上表可见，YB2系列电机效率与1LA1系列仅低0.1～0.2个百分点，较国内产品普遍提高，功率因数与1LA1系列相同，低于YB系列，最大转矩倍数、启动转矩倍数与1LA1系列基本相同，高于YKK系列，低于YB系列，启动电流倍数与1LA1系列、YKK系列、YB系列相当。
YB2系列电机效率、功率因数试验值普遍高于保证值。
安装维护更方便：
电机接线盒可依次旋转30°安装，标准设计为接线盒提供多种允许的安装位置。
当空间紧张或必须遵循特殊的布线要求时，这就是一个优点。
同时，在用户现场更换电缆前提下，允许将接线盒从“右手”侧调整到“左手”侧，相反亦然，也可方便地将接线盒从驱动端调整到非驱动端，相反亦然。
可提供另一个接线盒用来引出星点。
为确保搬运和安装的安全，通风道上对角安置两个可以任意调整角度的吊环，吊环可沿360°旋转，铰链可翻转180°。
它们可沿吊绳拉力方向自动调整。
机座地脚提供安装用顶起螺丝孔，安装电机时用于调整其高度。
电机底脚设有M12接地端子。
电机所有风扇由金属制成，内风扇无旋向，对于单向旋转的电机，如果用户提出更改电机旋向，只需更换外风扇，做平衡即可实现。
电机均设有不停机注排油装置，可在运行中加注润滑脂，并可以在运行中排除废油脂。
4.4、通用性、互换性强
由于全散热片式中型高压电动机外形美观、体积小、性能优异等特点，而且可以方便地满足IP23、IP54甚至更高防护等级的要求，可以部分取代现有国产Y系列、Y（A）KK系列、Y（A）KS系列、YA系列、YB系列高压三相异步电机（功率范围为185kW～1600kW，极数为2～8P，电压为3kV、6kV、10kV）。
是最具发展前景的中型高压三相异步电动机。
在现有的YB2系列高压隔爆型三相异步电动机的基础上，不改变电机外形及安装尺寸的前提下，可以派生如下系列产品：
YA2系列高压增安型三相异步电动机（IP54）
Y2系列高压三相异步电动机（IP54）
Y2系列高压三相异步电动机（IP23））
YBPT系列高压隔爆型变频调速三相异步电动机（IP54）
YAPT系列高压增安型变频调速三相异步电动机（IP54）
YPT系列高压变频调速三相异步电动机（IP54）
YW系列高压无火花型三相异步电动机（IP54）
以上七个系列均可制造3000V、6000V、10000V及其他电压等级的电动机，在不改变电机安装基础的前提下，同功率档、同极数、同中心高的YB2系列高压隔爆型三相异步电动机及由其派生的YA2、YBPT、YAPT、YPT、Y2、YW系列高压三相异步电动机可互换。
4.5、试验验证
典型规格各项性能指标保证值、试验值见下表:
型号规格
η
%
cosφ
Ist/IN
TST/TN
TM/TN
温升
K
振动
mm/s
噪声
dB（A）
YB2450-2
710kW6kV
保证值
95.7
0.87
7.0
0.7
2.0
105
2.8
112
试验值
96.44
0.93
6.51
1.62
2.95
80
2.6
100
YB2500-4
1120kW6kV
保证值
96.0
0.87
6.5
0.8
2.0
105
2.8
113
试验值
96.41
0.905
6.89
1.40
2.91
85.4
1.6
105
YB2560-4
1250kW6kV
保证值
96.1
0.87
6.5
0.7
2.0
105
2.8
113
试验值
95.76
0.8941
6.84
1.28
2.74
79.7
2.5
110
YB2400-4
315kW6kV
保证值
94.6
0.85
6.5
0.8
2.0
105
2.8
108
试验值
95.71
0.875
5.81
1.65
2.51
58.3
2.0
102
YB2500-4
710kW10kV
保证值
95.6
0.86
6.5
0.8
2.0
105
2.8
111
试验值
95.98
0.898
6.44
1.21
2.72
67.5
2.8
107
YB2450-4
400kW10kV
保证值
95.0
0.85
6.5
0.8
2.0
105
2.8
108
试验值
94.98
0.887
6.16
1.69
2.61
71.4
1.5
100.8
试验值
94.6
0.891
6.06
1.68
2.51
77.7
2.7
99.8
试验值
94.5
0.892
5.98
1.33
2.59
69.9
2.6
100
从上表可以看出，各项性能指标均符合要求，试验证明，YB2的风路设计是科学合理的，在同容量电机中心高普遍降一档或两档的情况下，电机的温升仍符合标准，且振动、噪声均得到明显改善。
YB2、YA2、Y2（IP54）系列同中心高、同极数电动机安装尺寸均相同，确保电机的互换性。
而YB2、YA2、Y2（IP54）系列电动机（3kV、6kV、10kV）基本函盖了石油、化工、煤矿等行业正在运行中的防爆、普通型高压三相异步电动机。
也就是说，您一但选择了本系列电动机，在不改变安装基础的条件下，您可以任意更换其它型号的同中心高的电动机。
这会给您的生产带来不可估量的便利。
5、为什么YB2系列高压隔爆型三相异步电动机具有如上优点？
YB2系列高压隔爆型三相异步电动机具有如上优点源至于我们精益求精的设计理念，我们知道，电机有五大性能指标：
效率、功率因数、起动电流倍数、起动转矩倍数、最大转矩倍数、对于连续运转的电机，效率和功率因数是考核其节能的重要指标，而功率因数可以通过电网进行补尝，那么，要想节能必须提高其效率，即降低电机的五大损耗。
电机的五大损耗由定子铜耗、转子铝耗、铁耗、机械耗、杂耗组成，我们通过下列方法来降低电机的五大损耗，提高电机的效率
进行有限元分析，实现磁路及结构的最优化——降低电机的五大损耗；
采用场路结合的计算手段，优化电磁设计——降低定子铜耗、转子铝耗、铁耗、杂耗；
合理的槽配合及转子斜槽度的选择——降低杂耗及噪声；
选用低损耗优质硅钢片——降低铁耗；
优化风路系统——降低通风损耗（即机械耗）及通风噪声；
合理的气隙选择以及特殊的转子表面处理——降低杂散损耗；
采用特殊的铸铝材料及铸铝工艺——降低转子铝耗及其附加损耗；
采用高精度加工及检验设备，实现零部件的最优配合。
下面我们逐一介绍：
5.1、有效的冷却系统——优化的风路设计
YB2系列电机以其散热筋的冷却原理，标示出它的特征。
由于电机技术的日益发展，单位容量的电机体积不断缩小，使电机散热条件趋于恶化，为了把电机的热量有效地散走，在一定的发热条件下，需要对电机散热进行优化设计，而良好的通风结构是提高电机的电磁负荷和材料利用率的重要因素之一。
YB2系列电动机有两个独立冷却风路：
即内冷却风路和外冷却风路，大部分因损耗产生的热量从定子铁心传递给机座，再被外部冷却气流带走，其余部分损耗产生的热量，主要是转子损耗和部分定子绕组端部损耗产生的热量，它们由内冷却回路传递给机座。
外部冷却气流吹过散热筋，由于机座缩腰，外部气流沿着散热筋从非驱动端流到驱动端，机座和散热筋设计得能使优化的气流达到较高散热速度，接线盒安装在远离散热筋的位置上，对流线型气流流动无妨碍，定子绕组端部周围的机座内壁设有内散热筋，这对散热起到很大作用。
内部冷却是通过非驱动端的内风扇使空气流过转子通风孔，在机座与端盖的内散热筋外的气流，常发生严重紊流，并受到彻底的二次冷却，机座起到内、外空气热交换的作用，被冷却的空气朝着与外部冷却空气相同方向，通过机座内4个通风管道返回驱动端，使电机的散热比较均匀，达到内、外风路的优化设计。
5.2、高效低噪音——流线型风扇、风扇罩设计
优化的风路设计离不开正确的风扇型式的选择，由于IC411冷却方式的电动机外风路风阻较小，机座上散热筋间的气流主要沿轴向流动，因此将风扇和风扇罩设计成最佳的流线型。
外风扇：
所有2极电机外风扇均为风压低、流量大轴的流式风扇,只适于一种旋转方向。
H450及以上中心高4极电机均为后倾式离心风扇，只适于一种旋转方向，风扇由钢板件焊接而成。
其余极数电机均采用盆式离心式风扇，可双向旋转，风扇均由铝合金ZL104铸造而成。
内风扇：
内风扇均由铝合金ZL104铸造而成，并可双向旋转。
风扇罩：
YB2系列电机独有的低噪音设计是从玻璃钢风扇罩上获得的，玻璃钢制品有很强抗冲击能力。
且具有减振吸噪的作用。
YB2系列电机噪声均比国家标准低7-8dB（A），是满足环保要求的新一代产品。
5.3、完美的结构设计——机座与端盖
铸铁材料已有5000多年的使用历史，80％的铸铁用于机电工程。
机座和端盖均由HT250高强度灰口铸铁材料制成。
每个电机的中心高均对应于一个特定的机座尺寸，均设有铸造整体地脚。
精巧的设计赋予机座非常高的强度和刚度，这来源于机座细节设计上的优点。
机座采用平行式全散热片铸铁机座，散热片之间采用不等距分布和非同心圆的组合方式，内部设有四个轴向通风道，机座内绕组端部空间位置分布轴向平行式散热筋。
加大了散热面积，接线盒位于电机侧上方通风道处，通风道上对角安置两个可以任意调整角度的吊环，便于电机吊装。
驱动端和非驱动端端盖结构相同，内、外均有散热筋，提高了端盖的刚度和散热效果。
5.4、无忧运转——可靠的轴承结构
轴承有滚动轴承和滑动轴承两种型式，电机通常采用滚动轴承，当使用条件（取决于转速、负载和运行条件）超出限值时电机采用滑动轴承。
标准设计电机H500-2（3kV、6kV、10kV）及H560-2（3kV、6kV、10kV）采用端盖式球面滑动轴承，强制润滑，H500-2（10kV）也有滚动轴承。
其余电机采用滚动轴承，并有不停机注排油装置，可在运行中加注润滑脂，并可以在运行中排除废油脂。
滚动轴承结构采用轴承套与内盖一体式轻系列三轴承结构，驱动端用一个柱轴承和一个球轴承，柱轴承用于承受径向负荷，球轴承用于轴向定位，非驱动端采用一个柱轴承，可
使转轴的热膨胀量得到释放。
滚动轴承结构由端盖、轴承套、外盖、轴承、甩油盘、挡圈、不间断注排油装置和轴承测温装置构成（采用注油杯进行注油、锂基脂润滑），所有滚动轴承结构均设有密封圈，防止灰尘和水溅射进入轴承，使其具有较长的使用寿命和润滑间隔。
经计算轴承理论寿命均高于10万小时。
滑动轴承一般是根据使用条件或用户要求来选用。
滑动轴承结构由推盖、端盖、轴瓦、轴承测温装置等构成。
根据轴承的负荷情况，可选用靠热辐射和热传导自然冷却的油环自润滑方式或强迫润滑方式。
我们可以随意地把自润滑方式改换为强迫润滑方式，而不需要任何改动。
驱动端和非驱动端的轴承均为端盖式球面滑动轴承，非驱动端滑动轴承带绝缘。
自由状态时允许的轴向窜动量为±5mm，在这种情况下，电机转子和轴系必须通过被驱动设备上的“限位装置”配合轴向定位
5.5、无可比拟的可靠性——笼型铸铝转子
YB2系列进一步的发展方向在于铸铝转子技术，这已在上百万的低压和高压电机上被证明是成功的，并发展到大
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