Частые отказы взрывозащищённых двигателей? Оптимизация сердечника статора — ключ к повышению надёжности и продлению срока службы. 

I. Почему взрывозащищённые двигатели часто выходят из строя? Сердечник статора — один из основных факторов.

В промышленных условиях взрывозащищённые двигатели, работающие в условиях высоких температур, больших нагрузок и сильных ударных вибраций, зачастую демонстрируют значительно более высокий уровень отказов, чем обычные двигатели. Среди множества причин отказов проблемы с сердечником статора неизменно занимают важнейшее место. Неисправности магнитных цепей, повышенные потери в стали, снижение теплоотдачи или ослабление конструкции сердечника статора могут напрямую приводить к ряду неисправностей взрывозащищённого двигателя, включая чрезмерное повышение температуры, старение изоляции обмоток, повышенный шум и вибрацию, а также снижение эффективности.

Особенно во взрывозащищённых двигателях нельзя игнорировать угрозы безопасности, связанные со старением изоляции. Поскольку взрывозащищённая конструкция требует герметичности корпуса, рассеивание внутреннего тепла затруднено, что делает магнитные потери в железном сердечнике и проблемы нагрева более критичными, чем в обычных двигателях.

Данные показывают, что потери на гистерезис и вихревые токи в сердечнике статора напрямую преобразуются в тепло, вызывая повышение температуры на 10–30 °C. Это приводит к экспоненциальному увеличению или уменьшению срока службы изоляции. Для взрывозащищенных двигателей срок службы изоляции может сокращаться вдвое при повышении температуры на каждые 10 °C. Поэтому оптимизация структуры магнитной цепи сердечника статора и характеристик теплоотвода является ключевым фактором повышения надежности и срока службы взрывозащищенных двигателей.

II. Снижение потерь в стали и повышения температуры: основа продления срока службы изоляции взрывозащищенных двигателей

Основной тепловой риск, которому подвергаются взрывозащищенные двигатели, связан с потерями в стали. Наиболее типичная цепочка отказов: высокие потери в стали → сильный рост температуры → старение изоляции → короткое замыкание в обмотке.

Оптимизация сердечника статора эффективно решает эту проблему следующими способами:

1. Оптимизация магнитной цепи снижает локальные потери в железе.

Данные показывают, что, регулируя форму пазов (например, полузакрытые или грушевидные) и соотношение ширины зубца к высоте ярма, можно добиться более равномерного распределения магнитного потока, эффективно предотвращая локальное насыщение в области зубцов и ярма, а также снижая потери на гистерезис и вихревые токи.
Для взрывозащищенных двигателей это означает уменьшение количества внутренних горячих точек, что снижает риск охрупчивания и пробоя изоляции под воздействием высоких температур.

2. Точный процесс ламинирования сокращает отходы швов.

Оптимизация процесса ламинирования (ступенчатое ламинирование, увеличение коэффициента ламинирования и т.д.) может значительно снизить колебания воздушного зазора сердечника статора и колебания плотности магнитного потока. Взрывозащищённые двигатели должны поддерживать стабильную магнитную цепь в течение длительного времени для предотвращения электромагнитных помех и вибраций, поэтому высокое качество ламинирования особенно важно.

3. Улучшенная конструкция канала отвода тепла повышает эффективность отвода тепла.

Для мощных взрывозащищенных двигателей еще более необходимо полагаться на:

Осевые/радиальные вентиляционные отверстия

Конструкция тепловой связи между железным сердечником и корпусом

Оптимизировать путь теплопроводности

Эти меры позволяют снизить температуру точек перегрева на 15–40 °C, что значительно повышает стабильность работы взрывозащищенных двигателей.

III. Повышение механической прочности: снижение вибрации и усталости конструкции, повышение надежности взрывозащищенных двигателей.

Взрывозащищенные двигатели часто сталкиваются с тяжелыми условиями эксплуатации, такими как колебания нагрузки, электромагнитные вибрации и внешние механические воздействия на месте эксплуатации, поэтому структурная прочность сердечника статора имеет решающее значение.

Данные показывают, что оптимизированная конструкция может повысить механическую надежность железного сердечника следующими способами:

1. Коэффициент суперпозиции увеличен до более чем 0,96, что повышает общую жесткость.

Чем плотнее прилегают пластины друг к другу, тем меньше вибрация сердечника и тем меньше он подвержен ослаблению и износу. Во взрывозащищенных двигателях ослабление внутренней конструкции угрожает безопасности взрывозащищенных зазоров и может даже повлиять на общую взрывозащищенность.

2. Утолщите ярмо или добавьте ребра жесткости для повышения устойчивости к электромагнитным растягивающим силам.

Это особенно важно для взрывозащищенных двигателей, работающих в условиях высоких нагрузок в течение длительного времени, поскольку позволяет эффективно предотвращать неравномерные воздушные зазоры и повышенный шум, вызванные пластической деформацией ярма.

3. Закругление и сварка штампованных кромок

Закругленная конструкция углов снижает концентрацию напряжений, а лазерная сварка и клепка предотвращают «разбрасывание» ламинированных листов при высоких скоростях, тем самым повышая виброустойчивость взрывозащищенного двигателя при длительной эксплуатации.

Эти меры по механическому усилению могут снизить частоту механических отказов взрывозащищенных двигателей более чем на 30%, что позволяет им сохранять более высокую надежность в средах с высоким риском, таких как угольная, химическая, нефтехимическая и газовая промышленность.