Производители вертикальных взрывозащищенных двигателей

Если говорить о вертикальных взрывозащищенных двигателях, многие сразу представляют себе просто перевернутый горизонтальный асинхронник с маркировкой Ex. На деле же это отдельная категория оборудования, где даже подшипниковые узлы проектируются с учетом осевых нагрузок. Взрывозащита здесь — не просто корпус с усиленными стенками, а комплекс решений по отводу тепла и изоляции искрообразующих частей. Кстати, часто путают маркировки Ex d и Ex e — для вертикальных исполнений это критично, ведь в нижней части может скапливаться конденсат или пыль.

Особенности конструкции и частые ошибки

Помню, лет пять назад мы тестировали двигатель от одного уральского завода — вроде бы все по ГОСТ, но при длительной работе в шахте начался перегрев статора. Оказалось, ребра охлаждения были рассчитаны на горизонтальный монтаж, а в вертикальном положении нижняя часть вообще не обдувалась. Пришлось переделывать крыльчатку и добавлять дополнительные каналы. Это типичный пример, когда производители берут готовую активную часть и просто меняют подшипниковые щиты, не учитывая термодинамику.

Еще нюанс — уплотнения вала. В стандартах пишут про IP55, но для вертикальных взрывозащищенных двигателей этого мало, особенно если речь о химических производствах. Мы в АО Хуасин Хуафэн (Пекин) Продажа Электродвигателей для таких случаев используем лабиринтные уплотнения с продувкой инертным газом. Недешево, но зато нет риска протечек масла в рабочую зону.

Кстати, о подшипниках — тут многие экономят, ставят стандартные радиальные вместо упорно-радиальных. А потом удивляются, почему через 2000 часов работы появляется осевой люфт. Я всегда советую заказчикам смотреть не только на паспортные данные, но и на реальные испытания под нагрузкой. На нашем сайте https://www.hxhffbdj.ru есть видео с тестами — там хорошо видно, как ведет себя двигатель при пуске с заблокированным ротором.

Взрывозащита: теория и практика

С маркировкой Ex d вроде бы все понятно — взрывонепроницаемая оболочка. Но вот с Ex e уже начинаются тонкости. Например, для химических реакторов с парами растворителей часто требуют двойную защиту: Ex de. Это значит, что внутри корпуса нужно предусмотреть дополнительные изолированные клеммные коробки. Мы как-то поставили партию таких двигателей на завод пластмасс — при приемке технадзор два часа изучал крепление кабельных вводов.

Температурный класс — отдельная история. Для групп IIB и IIC разница всего 20-30°C, но от этого зависит выбор смазки для подшипников. Один раз видел, как двигатель с неподходящей смазкой начал 'потеть' маслом при работе в зоне с ацетиленом. Хорошо, что вовремя остановили.

Сейчас многие требуют сертификаты МЭК, а не только ТР ТС. Мы в АО Хуасин Хуафэн специально для экспорта делаем двойную сертификацию — и по российским стандартам, и по международным. Кстати, на взрывозащищенные трехфазные асинхронные двигатели это особенно влияет — в Европе другие допуски по зазорам в подшипниковых узлах.

Реальные кейсы и проблемы

Был у нас проект для нефтяной платформы — требовались вертикальные двигатели для насосов закачки воды. Температура -40°C, вибрация до 7 мм/с. Сделали специальное исполнение с подогревом подшипников и антивибрационными площадками. Но не учли один момент — качки постоянно чистили оборудование паром, и вода попадала в дренажные отверстия. Пришлось добавлять дополнительные влагозащитные мембраны.

Еще запомнился случай на цементном заводе. Двигатель работал на элеваторе, и пыль проникала даже через лабиринтные уплотнения. Решили проблему установкой системы продувки — подали сжатый воздух от цеховой сети, но пришлось ставить дополнительные фильтры-осушители. Кстати, для таких сред лучше подходят двигатели с изоляцией класса F — у них запас по температуре больше.

Сейчас многие переходят на частотно-регулируемые трехфазные асинхронные двигатели — это удобно, но появляются новые риски. Например, при ШИМ могут возникать перенапряжения на обмотке, особенно если кабель длиннее 50 метров. Мы рекомендуем ставить dv/dt фильтры или использовать специальные провода с усиленной изоляцией.

Сервис и модернизация

Часто сталкиваюсь с тем, что на производствах пытаются ремонтировать взрывозащищенные двигатели как обычные. Сняли крышку, перемотали обмотку — и думают, что все в порядке. А потом удивляются, почему взорвалось в зоне класса B-II. После любого ремонта нужно проверять не только электрические параметры, но и зазоры между частями корпуса, состояние уплотнений, работу термозащиты.

Мы в своей практике всегда оставляем запасные каналы для диагностики — например, установку дополнительных термопар или вибродатчиков. Это не сильно удорожает проект, но позволяет избежать внезапных остановок. Кстати, для вертикальных исполнений особенно важно контролировать осевой зазор — его увеличение всего на 0.5 мм может привести к разрушению подшипника.

Сейчас многие производители переходят на литые корпуса вместо сварных — это улучшает теплоотвод, но усложняет ремонт. Приходится учитывать это при проектировании систем охлаждения. Например, для двигателей мощностью свыше 100 кВт мы рекомендуем принудительную вентиляцию даже при вертикальном монтаже.

Перспективы и тренды

Сейчас все больше говорят о цифровизации — встроенные датчики температуры и вибрации, подключение к АСУ ТП. Но для взрывозащищенных исполнений это сложнее — нужно обеспечивать гальваническую развязку и защиту цепей питания. Мы экспериментировали с беспроводными датчиками, но пока надежнее проводные системы через искробезопасные барьеры.

Еще один тренд — использование постоянных магнитов в роторе. Это дает выигрыш в КПД, но усложняет конструкцию взрывозащиты. Пришлось разрабатывать специальные кожухи для магнитов — чтобы они не демпфировались при коротких замыканиях.

Если говорить о материалах, то все чаще вместо чугуна используют алюминиевые сплавы — они легче и лучше отдают тепло. Но при этом нужно carefully рассчитывать механическую прочность, особенно для высотных исполнений. В наших последних разработках для рудников комбинируем алюминиевый корпус со стальными усиливающими элементами.