知識 | 什么是防水電機，電機防水有什么要求？

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絕大多數(shù)電機不防水，很大程度上是因為它們的工作環(huán)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(yīng)用領(lǐng)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(yīng)用。由于水和溶劑的原因，運動控制部件經(jīng)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(guān)鍵部件。電機行業(yè)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(yīng)用規(guī)范要求。

最常見、最有效的電機防水方法

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(yè)標準，以“防水”命名，不是經(jīng)過改裝的標準電機，而是真正的防水電機，它們能在深水環(huán)境下很好地工作——在各種工業(yè)和海洋環(huán)境中。電機配有冗余軸封、O型環(huán)、密封電纜饋通線路、壓力均衡和其他防水功能，這些設(shè)計特點使電機能夠滿足設(shè)計工程師對電機的需求，即使長時間暴露在大多數(shù)液體中或浸入其中，電機也不會出現(xiàn)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，這將對電機的最大功率輸出產(chǎn)生負面影響。最常見、最有效的電機防水方法如下：

• 特殊外殼：用特殊外殼覆蓋電機是防止水損害的最常見方法之一，專門的外殼會很貴。

• 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(nèi)部工作創(chuàng)造了一個封閉區(qū)域。

為什么普通的電機不能滿足這種防水需要？

盡管標準電機是工業(yè)和實驗室的運動控制系統(tǒng)的支柱，同時，能以最低的成本提供可靠和準確的定位，但它們的設(shè)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”。

通常，絕緣層提供的導(dǎo)線間距會阻止從一個針孔到下一個針孔的傳導(dǎo)。如果繞組之間水，也會促進針孔到針孔的傳導(dǎo)。在這種情況下，來自電源的電流會迅速破壞電機繞組。高質(zhì)量的絕緣和浸漆工藝可以防止這一問題，但大大增加了產(chǎn)品成本。

潮濕環(huán)境下，定子和轉(zhuǎn)子的材料極易腐蝕生銹

電機的轉(zhuǎn)子及定子大多采用磁性鐵（硅鋼）制成，在潮濕的環(huán)境下極易腐蝕，同時，為了優(yōu)化扭矩，電機旋轉(zhuǎn)齒和非旋轉(zhuǎn)齒之間的間隙保持在0.05mm左右。當電機運轉(zhuǎn)時，這些轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)子的定心變得不太準確，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)動時搖晃，最終撞擊定子。磁性鐵齒上的氧化層堆積和軸承精度的喪失，會導(dǎo)致電機在短短兩周內(nèi)出現(xiàn)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。

電機的正確設(shè)計方法是嘗試防止?jié)駳膺M入電機

標準電機的設(shè)計并不是為了方便密封，它們的設(shè)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(shè)計，從而增加制造成本。重新設(shè)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(jié)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(dǎo)體滲入電機。

其他密封件設(shè)計，例如：電機后部的螺紋管塞設(shè)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。

結(jié)論以上的一些特性可以在標準電機上找到，但正是這些特性的結(jié)合，才產(chǎn)生了具有性能優(yōu)異且使用壽命長的防水電機。新型防水電機的存在以及它們所代表的設(shè)計創(chuàng)新，讓電機能在充滿水的應(yīng)用中延長電機的使用壽命，在許多情況下，沒有這種類型的電機，應(yīng)用是不可能實現(xiàn)的。