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用于危險環境防爆伺服電機設計注意事項
發布時間:2021-11-28 作者來源:摩森機電 訪問次數:60

雖然伺服電機和驅動器廣泛應用于各種工業應用,但當它們在極端或危險環境中運行時應該考慮什么?在許多情況下,電機本身在極端環境中運行,而驅動電子設備則受到保護,免受危險。我們來了解防爆伺服電機在極端環境中運行時電機性能挑戰和設計注意事項。


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防爆伺服電機設計環境類型:

極端溫度– 典型的伺服電機適用于環境溫度為 40°C 的工業環境。工作溫度范圍通常從 -10°C 的低溫到 50°C 的高溫。在鄰近的應用中爐或井下環境中的操作,溫度范圍可能要高得多。在冷藏、冷藏、低溫系統或南極,可能會出現 -40°C 的溫度。


– 電動機和水不能很好地混合。標準電機的防塵和防潮密封等級基于 IP 等級,大多數設計為 IP54。潮濕環境需要 IP65 或更高的等級。在食品加工業中,通常會發現需要防止噴水和腐蝕的各種條件??赡苓€需要高壓沖洗或浸泡一段時間。潛水應用不僅需要防止進水,還需要考慮更高的壓力要求。


易爆 – 在化工廠、噴涂、印刷廠或其他含有可燃氣體、灰塵、蒸汽或纖維的設施中的應用需要特別適合這些特定危險的電機設計。


高振動和沖擊—標準伺服電機設計用于處理超過典型工業環境的振動,但是,對于高重復振動水平或突然沖擊振動,需要額外考慮。


基于環境的特定考慮

上面突出顯示的每個環境都代表與電機設計人員必須適應的典型工業環境的偏差。這些環境條件的組合(例如極端寒冷的環境和極端炎熱的環境)更是一個難以緩解的挑戰。


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溫度極限– 所有電機的額定值都是基于電機線圈的溫升與特定環境溫度的關系。溫升將線圈加熱到基于電機絕緣系統的最大允許溫度額定值,然后分配特定的等級額定值(F、H 等)。在炎熱的環境條件下,電機的扭矩產生受限于其特定的耗散損耗以避免電機線圈過熱的能力。針對這種環境的一種調整是根據額定溫度與環境溫度的差異對電機進行降額。另一個考慮是改進具有更高額定等級絕緣的絕緣系統,允許更高的溫升。處理溫度升高的其他方法是通過在電機上方或通過電機移動空氣來冷卻電機,或者通過通過定制的電機外殼注入流體的液體冷卻來冷卻電機。寒冷環境會以其他方式影響電機,例如軸承潤滑脂的性能如何,甚至電機材料(例如引線)可能變得多么脆。仔細選擇電機材料和軸承潤滑可以滿足低溫環境問題。


 – 密封方法可防止意外滲水,避免滲水接觸易受腐蝕的內部材料。簡單地添加密封件可能無法實現堅固的防水設計。被認為密封良好的電機實際上可能存在與內部壓力以及電機的自然加熱和冷卻循環相關的固有問題。隨著電機溫度升高,由此產生的內部壓力會推動密封件。隨著電機冷卻,內部壓力的降低將密封件向內拉。持續的密封件彎曲最終會導致密封件失效。如果允許電機隨著溫度升高而呼吸,則內部壓力不會增加而導致密封件磨損。潛水電機設計包含一個內部。


爆炸性– 爆炸性環境問題需要根據環境中可能導致爆炸的特定氣體、蒸汽、纖維或灰塵來緩解。電機的設計使得如果繞組短路并產生內部爆炸,電機外殼將限制并包含每個電機接頭處的潛在火焰路徑。具體的防爆等級由美國的 UL、歐洲的 ATEX 或中國的 CCC 管理。等級規定了具體的爆炸危險和嚴重程度。


振動和沖擊—沖擊的方向和振動頻率將決定減輕潛在電機損壞的最佳選擇。一種常見的解決方案涉及軸承系統和反饋裝置的選擇。在高沖擊環境中,與易碎的玻璃刻度編碼器相比,旋轉變壓器等穩健的反饋設備是更好的選擇。根據沖擊和振動水平,不同類型或尺寸的軸承可能是合適的。


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