[经验]

电机应用的应用环境因素和IP防护等级的几点考虑

2018-10-19 10:35:01

2436 电机电缆

在工业设备中，伺服电机有可能被应用于各种苛刻、复杂的恶劣环境条件下，如：潮湿、粉尘、液体喷淋...等等，因此，电机的 IP 防护等级成为运控应用选型时一项非常重要的规格指标。那在运控应用中，需要注意哪些应用环境因素，以及关于电机 IP 防护等级的几点考虑。
我们先简单复习下，什么是“ IP 防护等级”？
简单的说，IP防护等级（INGRESS PROTECtiON），就是将产品按照其防尘防湿气的特性加以分级，并用 2 位数字（或者加上字母）组成的 IP 防护等级代码，来标注产品可以在特定环境下正常工作的能力。

  IP 防护等级代码的前后两位数字分别标定了产品防止固体异物和液体侵入的能力。比如我们比较常见的伺服电机防护等级 IP67：
第一位数字标定了其防止固体异物进入的等级，而防尘等级为 “6” 说明其已经达到完全密闭防尘的级别。如下图表所示。

  第二位数字标明了产品防水的程度，也就是防止进水的能力等级。而防水等级为 “7” 意为产品能够 “侵泡在深达 1m 的水中最长达 30 分钟”。如下图表所示：

  正如上面两张表所看到的，标定产品固体和液体防护等级的这两位数字（有时候还要加上字母）有非常多的组合，而在电机应用中，我们经常使用的防护等级大都为：IP40, IP65, IP66, IP67, IP68 and IP69K。
关于电机的防护等级，比较难的部分其实是定义在实际应用中，
什么样的防护等级是合适的？
事实上，要获得固体异物防护的最高等级 “6” ，已经非常容易了，所以我们基本上可以在此忽略关于 IP 防护等级中的第一位数字。造成我们大部分困扰的往往是第二位数字，所以我们以下讨论的几点也都集中在关于液体防护上：
IP 65 的标称，说明产品可以防止来自 “喷嘴” 射出的水侵入产品并造成损坏。如果在应用中偶尔会有水飞溅到电机上，就可以使用 IP 65 的电机，但其并不能应用于有水冲洗的环境中。


带有双组分环氧树脂涂层的 MPF 食品级电机*  IP 67 的电机可以抵御比较强的水的喷射，并且可以被使用在需要有水冲洗的应用中。需要注意的是，如果将 IP 67 的电机长期频繁置于水洗环境，尽量考虑使用有环氧树脂油漆和不锈钢本体的产品，这样可以防止水中杂质或其弱酸碱度可能带来的腐蚀。
*  对于极其恶劣的水洗环境，IP 69K 的电机无疑是最好的选择，因为这个防护等级标称意味着电机可以承受高达 1450 PSI （1psi=6.895KPa）的水柱喷射，这类电机通常是不锈钢外壳的，因为油漆是无法耐受这种高压喷射的。而字母“K”则表示，喷射使用的水温可以达到 80 ℃。

  *  如果电机需要长时间工作在恶劣的水洗环境下，那么考虑使用某些化学保护的方法也是非常重要的。IP 防护等级并没有涉及将产品在此类情况下使用的因素。我们经常看到一些应用于水洗环境中的产品使用寿命很短，很大程度上是由于长时间暴露在水和其他化学物质环境中。表面喷漆的电机，即使达到 IP 67 的防护等级，如果频繁的暴露于水中，其寿命也不会很长，当然更不能在腐蚀性水洗环境下使用。这些电机大部分都是铝制或钢制的机体，在潮湿环境中会很快被腐蚀。在长时间的侵泡和喷射作用下，油漆脱落，下面的铝制（或钢制）机体就会腐蚀。这种情况下，可以考虑将电机加上环氧树脂的油漆，并尽可能将钢制部件换成不锈钢材质。这样，电机在这种腐蚀性水洗环境下基本是可以使用的。对于这种恶劣环境，最“瓷实”的方案应该就是全不锈钢结构的电机了。除此以外，对于一些非金属元件，如 O 型圈、轴封和电缆等，考虑采取相应的化学保护措施，也是非常重要的。
*  另外，除了考虑应用中机电设备的运行环境，其他一些相关环境因素也是需要注意的，比如设备维护时的操作环境，如设备的清洗、消毒时，电机所处的环境也会发生变化。比如一些食品饮料设备，经常需要使用一些清洗剂溶液对设备进行清洗消毒，这些液体可能对电机造成潜在的腐蚀和损坏的风险，上面所示的带有双组分环氧树脂涂层的 MPF 食品级电机，就是为了这种特殊应用环境量身定制的。
总的来说，全面仔细的考虑这些环境因素，将有利于设备保持较好的运行状态和开机率，当然也能够帮助我们的生产制造持续保持高效。

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