Russian 
English 
French 
German 
Spanish 
Portuguese 
Dutch 
Italian 
Chinese 
Japanese 
Korean 
Indonesian 
Thai 
Vietnamese 
Arabic 
Turkish 
Hebrew 
Hindi 
1. Предыстория
Электродвигатели переменного тока широко используются на промышленных предприятиях, на открытых базовых станциях, в шахтах и других местах, условия эксплуатации которых существенно различаются. Резкие перепады температур, высокая влажность, накопление пыли и другие факторы легко приводят к старению изоляции двигателя, коррозии компонентов, нарушению теплоотвода и даже к перегоранию. Например, летом двигатели на открытых подстанциях часто отключаются из-за плохого теплоотвода, а высокая влажность в текстильных цехах снижает сопротивление изоляции обмоток, вызывая короткие замыкания. Поэтому изучение влияния окружающей среды на двигатели и разработка мер защиты имеют большое значение для обеспечения их бесперебойной работы и снижения затрат на эксплуатацию и техническое обслуживание.
2. Влияние условий окружающей среды на двигатели
2.1 Температура: влияние на изоляцию и рассеивание тепла
Температура является ключевым показателем срока службы двигателя. Максимально допустимое повышение температуры обычных двигателей составляет 80–100 К (при температуре окружающей среды 40 °C). При температуре окружающей среды выше 35 °C срок службы изоляционных материалов сокращается вдвое на каждые 10 °C повышения температуры. Высокие температуры размягчают и растрескивают изоляционную краску обмоток статора, вызывая межвитковые замыкания; они также снижают вязкость подшипниковой смазки, увеличивая износ, шум и вибрацию. Низкие температуры (ниже -20 °C) затвердевают, вызывая скачок пускового сопротивления и тока, что может привести к перегоранию обмоток; в то же время тепловое расширение и сжатие металлических деталей создают напряжения, которые могут легко привести к растрескиванию корпуса после длительной эксплуатации.
2.2 Влажность: ускоряет коррозию и разрушение изоляции
При относительной влажности окружающего воздуха выше 85% влага легко конденсируется внутри двигателя. Влага оседает на поверхности обмотки, снижая сопротивление изоляции с более чем 100 МОм до менее 1 МОм и увеличивая риск утечки. В присутствии едких газов, таких как кислоты и щелочи, влага соединяется с едкими веществами, образуя электролиты, ускоряя коррозию изоляции. Кроме того, влага вызывает ржавчину на роторах и подшипниках; ржавчина ротора нарушает равномерность воздушного зазора и увеличивает электромагнитные потери; коррозия подшипников увеличивает сопротивление вращению и даже приводит к «заклиниванию», влияя на стабильность скорости.
2.3 Пыль: препятствует отводу тепла и приводит к сбоям в работе
В условиях высокой концентрации пыли, например, на шахтах и цементных заводах, пыль легко проникает в двигатели и накапливается в них. Пыль покрывает сердечник статора и обмотки, образуя теплоизолирующий слой, который препятствует отводу тепла, что приводит к повышению температуры и ускоренному старению изоляции. Попадая в подшипники, она смешивается со смазкой, образуя «абразивные частицы», что приводит к их износу и сокращению срока службы. Токопроводящая пыль (например, графитовый порошок), скапливающаяся в зазорах обмоток, может вызывать межвитковые утечки и замыкания на землю, что может привести к прямому перегоранию двигателя.
3. Защитные меры
3.1. Регулировка температуры
В условиях высоких температур используйте изоляционные материалы класса H (выдерживающие 180 °C) вместо материалов класса B/F; установите радиаторы или системы принудительного воздушного охлаждения, а также оснастите крупные двигатели независимыми вентиляторами; оптимизируйте смазку подшипников, используя синтетическую смазку, выдерживающую 150 °C. В условиях низких температур перед запуском предварительно прогрейте обмотки и подшипники до температуры выше -20 °C с помощью нагревательных лент; выберите смазку на литиевой основе, выдерживающую -40 °C; изолируйте корпус минеральной ватой или полиуретаном.
3.2 Борьба с влажностью
Для защиты от влаги установите в двигателях встроенные осушители с силикагелем и регулярно меняйте их; используйте герметичную конструкцию с уплотнительными кольцами для предотвращения просачивания воды; нанесите на обмотки влагостойкую изоляционную краску и проведите антикоронную обработку. Для защиты от коррозии используйте корпуса из нержавеющей стали вместо чугунных в химических средах; нанесите эпоксидное покрытие на внутреннюю поверхность; регулярно проверяйте сопротивление изоляции и немедленно сушите горячим воздухом при обнаружении капель.
3.3 Борьба с пылью
Выбирайте двигатели со степенью защиты IP54 или выше (степень защиты IP54 предотвращает проникновение большого количества пыли и брызг воды; степень защиты IP65, полная пыленепроницаемость и защита от струй воды, используется в шахтах); установите пылевые фильтры на воздухозаборниках и регулярно очищайте их; расширьте вентиляционные отверстия для уменьшения скопления пыли. Ежемесячно очищайте корпус и радиаторы от пыли, ежеквартально открывайте торцевые крышки для очистки внутренней части; каждые шесть месяцев проверяйте сопротивление изоляции обмоток в условиях наличия токопроводящей пыли.
4. Заключение
Температура, влажность и пыль влияют на производительность и срок службы двигателя, в частности, на изоляцию, износ и теплоотвод. Повышение адаптивности двигателя к окружающей среде может быть достигнуто за счет выбора подходящих материалов, оптимизации конструкции и улучшения условий технического обслуживания. На практике, для максимального повышения производительности двигателя, продления срока службы и обеспечения стабильной работы и комфортной эксплуатации, необходимо разрабатывать индивидуальные решения, соответствующие конкретным условиям (например, цеха с высокой температурой и влажностью на юге, шахты с низкой температурой и высокой запыленностью на севере).
