摘要:船用电机和陆用电机在基本原理上都是将电能转换为机械能,但由于应用环境的巨大差异,它们在设计、制造、标准和材料上存在显著区别。
船用电机和陆用电机在基本原理上都是将电能转换为机械能,但由于应用环境的巨大差异,它们在设计、制造、标准和材料上存在显著区别。
总的来说,船用电机的核心要求是适应海洋环境(高湿、高盐雾、霉菌)并确保极高的可靠性,而陆用电机的核心是追求在常规环境下的效率和成本效益。
下面从几个方面详细阐述它们的异同。
1. 基本工作原理:都遵循电磁感应定律(法拉第定律),无论是交流异步电机、同步电机还是直流电机,其核心的电磁转换原理是相同的。
2. 基本结构:都主要由定子、转子、轴承、端盖、冷却风扇等基本部件构成。
3. 核心功能:都是作为动力源,驱动设备运转。
不同点
特性维度
船用电机
陆用电机
环境适应性
极端严苛:必须能长期耐受高湿度、高盐雾、霉菌、油雾环境。这些因素会导致金属快速腐蚀、绝缘材料老化。
相对温和:通常设计用于普通工业环境(如室内、有顶棚的场地),无需特别考虑盐雾和霉菌腐蚀。
防护等级
(IPCode)非常高。通常要求IP55/IP56及以上。IP55:防尘(无法完全防止灰尘进入,但量不足以影响运行);防喷射水(从任何方向喷射水无有害影响)。IP56:防尘;防强力喷射水。机舱外或暴露区域的电机要求更高。
相对较低。常见为IP23/IP44/IP54。IP23:防止大于12mm的固体异物;防与垂直方向成60°的喷洒水。IP44:防大于1mm的固体异物;防溅水。
绝缘系统
“三防”(防潮、防盐雾、防霉菌)处理。采用耐腐蚀的绝缘材料(如无溶剂漆、特殊浸渍漆)。绕线经过多次真空压力浸渍(VPI)处理,形成厚实、密封的绝缘层,隔绝空气和湿气。
绝缘等级通常较高,如F级绝缘,B级温升,留有充足的裕度以提高可靠性。采用标准绝缘材料和工艺,如普通聚酯漆包线和平常的浸漆处理。主要满足常规温升要求即可。
材料和表面处理
耐腐蚀材料:外壳:常用铜镍合金、高品质镀层钢板或不锈钢。紧固件:大量使用不锈钢材质。铭牌:不锈钢蚀刻或青铜材质,确保长期清晰可读。表面喷涂:采用船用重防腐涂料体系。
普通材料:外壳:普通碳钢+常规喷漆。紧固件:普通镀锌钢。铭牌:铝制或塑料。表面处理以满足外观和一般防锈为主。
机械设计与振动
robust(坚固)设计:结构更坚固,能承受船舶航行中的持续摇摆和冲击。轴承和底座的设计需考虑额外的侧向负载和冲击负载。振动和噪音要求更严格,因为船上是封闭空间,且需避免与船体产生有害共振。
设计主要考虑静态或一般工业振动环境。除非是特定应用(如破碎机、风机),否则振动要求相对宽松。
冷却方式
多样性:全封闭水冷(TEWC):非常常见,利用船上的海水/淡水循环系统冷却电机外壳,防止机舱高温并提高效率。全封闭风冷(TEFC):也常用,但风扇和外壳需耐腐蚀。开启式(IC01):极少使用,因为防护不足。
以风冷为主:开启式(IC01/IP23):用于清洁环境,冷却效率高。全封闭风冷(TEFC/IP54/IP55):用于多尘、潮湿的工业环境。水冷:通常仅用于大型高压电机或特殊场合。
认证与标准
强制性船级社认证:必须满足CCS(中国)、DNV(挪威)、ABS(美国)、LR(英国)等船级社的规范标准。标准涉及设计、材料、测试等全方位要求,确保海上生命财产安全。
遵循国家标准或IEC标准:如GB(国标)、IEC(国际电工委员会)、NEMA(美国电气制造商协会)等。属于自愿性认证,如CCC(中国)、CE(欧洲)。
可靠性要求
极高:电机故障在海上可能意味着失去动力、导航失灵甚至灾难性后果,维修极其不便。设计冗余大,寿命周期长。
根据应用场合而定:关键设备要求高,但普通场合允许有计划停机维修。
电压和频率
多样性:根据船舶电网配置,常见有380V/50Hz, 440V/60Hz,大型船舶可能有6.6kV甚至更高电压。
相对标准:大陆地区:380V/50Hz北美地区:480V/60Hz高压电机:10kV, 6kV等。
总结
可以这样理解:陆用电机是一个“普通士兵”,而船用电机是一个“特种兵”。
陆用电机在设计上优先考虑成本、效率和通用性,以适应大规模生产和广泛的市场需求。
船用电机则不惜成本地追求可靠性、安全性和环境适应性,一切设计都以抵御恶劣海洋环境和确保船舶安全运行为最高准则。
因此,绝对不能用普通的陆用电机替代船用电机,否则会因快速腐蚀和故障导致严重的安全事故和经济损失。
来源:防爆云平台