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防水專用電機

絕大多數電機不防水,很大程度上是因為它們的工作環境不需要防水,防水材料在增加成本的同時也限制了整體性能,這些成本通常只對特定應用領域有價值,如泵和流體處理、越野車和其他可能與電機接觸液體的應用。由于水和溶劑的原因,運動控制部件經常面臨腐蝕和失效的危險,防水電機是解決水致電機故障問題的關鍵部件。電機行業有一個標準化的液體防護措施,稱為IP防護等級,電力工程與電機制造商需要符合應用規范要求。
今天的防水電機能在海底30英尺以下工作,這是一個通用的工業標準,以“防水”命名,不是經過改裝的標準電機,而是真正的防水電機,它們能在深水環境下很好地工作——在各種工業和海洋環境中。電機配有冗余軸封、O型環、密封電纜饋通線路、壓力均衡和其他防水功能,這些設計特點使電機能夠滿足設計工程師對電機的需求,即使長時間暴露在大多數液體中或浸入其中,電機也不會出現故障。
在探索防水解決方案時,每種策略都提供不同程度的液體防護等級。例如,一些特殊情況下,只是防止飛濺的水,而另一些使完全淹沒電機,并且要達到特定的深度。許多防水方法將限制空氣流向電機,這將對電機的大功率輸出產生負面影響。常見、有效的電機防水方法如下:
1.特殊外殼:用特殊外殼覆蓋電機是防止水損害的常見方法之一,專門的外殼會很貴。
2.防水軸封:保護電機的運動部件,尤其是軸和軸承,防水軸封為電機的內部工作創造了一個封閉區域。


盡管標準電機是工業和實驗室的運動控制系統的支柱,同時,能以低的成本提供可靠和準確的定位,但它們的設計在濕度方面存在一些弱點。首先,標準電機的線圈用磁線纏繞,這是一種涂有搪瓷或絕緣層的實心銅線。雖然涂層工藝很好,但并不完美,而且清漆上總是有一些小針孔。當這條磁線被卷繞成線圈時,任何兩個針孔都不太可能排成一行并“短路”。
什么是防水電機,電機防水的要求是什么
通常,絕緣層提供的導線間距會阻止從一個針孔到下一個針孔的傳導。如果繞組之間水,也會促進針孔到針孔的傳導。在這種情況下,來自電源的電流會迅速破壞電機繞組。高質量的絕緣和浸漆工藝可以防止這一問題,但大大增加了產品成本。
電機的轉子及定子大多采用磁性鐵(硅鋼)制成,在潮濕的環境下極易腐蝕,同時,為了優化扭矩,電機旋轉齒和非旋轉齒之間的間隙保持在0.05mm左右。當電機運轉時,這些轉子齒槽會變熱,溫度通常高到足以將電機中的任何水變成蒸汽。蒸汽具有腐蝕性,因此轉子齒中的磁性鐵生銹的速度比平時快。一旦銹填滿了0.05mm的氣隙、轉子和定子輪齒開始摩擦,這會消除電機的有效扭矩,并使磁性鐵松動。
如果鐵銹是干的,它會形成磨砂粉,如果它是濕的,它會形成磨砂漿。一旦氧化物泥漿進入電機軸承,作為磨料,軸承磨損加速,隨著軸承磨損,轉子的定心變得不太準確,導致轉子在轉動時搖晃,終撞擊定子。磁性鐵齒上的氧化層堆積和軸承精度的喪失,會導致電機在短短兩周內出現故障。雖然可以用非腐蝕性金屬代替磁性鐵,但這種金屬將更貴,加工成本更高,電機性能將顯著降低。
標準電機的設計并不是為了方便密封,它們的設計成本很低。防水電機的正確密封需要對電機零件進行徹底的重新設計,從而增加制造成本。重新設計包括軸密封、O形密封圈、電纜饋通線路和前面提到的壓力均衡,以及其他結合在一起的特性。例如,標準的電機外殼由涂漆的冷軋鋼和/或鋁制成,防水電機的外部通常由不銹鋼制成,以防腐蝕。通向電機線圈的接線需要一個密封的饋通裝置,以防止水通過電纜導體滲入電機。
其他密封件設計,例如:電機后部的螺紋管塞設計,用于在電機連接完成后密封外殼,該塞還需裝有O形密封圈,電機軸本身配有冗余軸封,延長使用壽命的附加功能包括雙重絕緣、涂層層壓和增壓配件。
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