專用電動機，是電動機的一類，它是針對特定的行業特點而設計使用的。專用電動機是閥門電動裝置(簡稱:電動裝置) 的重要配套部件。我國執行的閥門電機標準有兩個，一個是普通型JB /T2195－1998 YDF2系列閥門電動裝置用三相異步電動機技術條件，另一個是防爆型JB/T8670－1997YBDF2系列閥門電動裝置用隔爆型三相異步電動機技術條件。常見的專用電動機有家電用電機、泵用電機、車用電機、工縫用電機、風機用電機、空調用電機、紡織用電機、風扇用電機、電梯用電機、抽油煙機用電機、機械設備用電機、洗衣機用電機等。
基本介紹
- 中文名：專用電動機
- 外文名：Special motor
- 學科：電力工程
- 領域：能源
- 範圍：電力系統
- 套用：家電用電機、泵用電機等
簡介,專用電機的基本特性,有前端蓋法蘭結構型式,無前端蓋法蘭結構,總結,
簡介
專用電動機是閥門電動裝置(簡稱:電動裝置) 的重要配套部件。我國執行的閥門電機標準有兩個，一個是普通型JB /T2195－1998 YDF2系列閥門電動裝置用三相異步電動機技術條件，另一個是防爆型JB/T8670－1997YBDF2系列閥門電動裝置用隔爆型三相異步電動機技術條件。從標準頒布的年份上可見，具有防爆性能的YBDF2系列閥門電機仍在執行國家強制性標準GB3836.1－2010和GB3836.2－2010版本。閥門電機是電動裝置的動力輸入部件，其性能是影響電動裝置轉矩輸出技術參數的主要因素，其結構需滿足電動裝置的要求。
電動裝置是電動閥門的組成部分，其主要功能是實現閥門終端位置的精確控制和故障保護，實現閥門當前位置與載荷狀態的信號反饋，並完成與相關設備的程式控制。閥門電動裝置是工業管道系統的控制單元，廣泛地套用於石油、化工、天然氣、冶金、市政、電力等工業領域。
專用電機的基本特性
電動裝置的工作特點決定了閥門電機的基本性能，與普通三相異步電動機不同，閥門電機具有以下特性。
(A) 啟動轉矩大；以保證閥門在靜止帶壓狀態下的開啟和關閉時閥瓣的入座密封。根據標準規定，閥門電機的啟動轉矩與額定轉矩之比有3.2和5.0 兩種，前者基本延續了我國自上世紀70年代自行設計的YDF電動機動力參數，後者的設計則參照了上世紀80年代初引進國外的Limitorque電動裝置用電動機參數；
(B) 啟動電流大；由於具有較大的啟動轉矩，所以相應的啟動電流大。以上兩種閥門電機的啟動電流均為額定電流的7 倍，因而對電氣控制元器件的選用應給予充分注意；
(C) 短時工作制；根據閥門有限行程的工作特點，閥門電機為短時工作制。載荷狀態的不同使得閥門電機的額定工作時間也不同，通常一次工作行程時間在15～30min 範圍。閥門電機在設計上不考慮冷卻結構；
(D) 轉動慣量小；設計中儘量使轉子直徑趨於細長，以減小轉動慣量，進而減輕閥門入座時閥瓣對閥座的衝擊。以上性能是閥門電機電磁設計與轉子、定子結構設計中應考慮的問題，而電動機的整體結構設計與閥門電動裝置的結構有關，所以還需考慮以下問題；
(E) 防爆性能；閥門電機的結構設計應考慮防爆功能或便於派生防爆功能，以適應防爆型閥門電動裝置的需要，因為有些電動閥門要求工作在爆炸性氣體環境中。
為適應電動裝置的防爆結構特點，所用防爆閥門電機均不設獨立的對外接線裝置，所以它不能單獨用於防爆場所。只有與防爆型電動裝置組合後防爆閥門電機才具有防爆功能，其防爆試驗、審查也應與防爆電動裝置組裝後一同進行。電動機的外殼與防爆電動裝置的控制腔形成一個防爆主腔。
有前端蓋法蘭結構型式
一般情況下，國內自行設計的閥門電動裝置均採用標準規定的連線尺寸，即前面提到的JB/T2195－1998和JB/T8670－1997給出的標準法蘭連線型式。
引進國外技術電動裝置所用的閥門電機連線型式與我國標準有所區別，通常是由電動裝置製造廠家給出的結構尺寸。
1.前端蓋軸向不固定型式
機殼只是通過與前端蓋防爆結合面的配合來約束前端蓋的徑向位置，而前端蓋的軸向並沒有固定(實際結構中有一頂絲保證運輸時不鬆動)。機殼的後部不貫通，後軸承孔直接在機殼上加工。該結構的特點是; 可方便地調整出線套在法蘭止口平面上的位置。
2.前端蓋軸向固定且具有後端蓋型式
這種結構有兩種型式，可將其分為A和B。其中A 結構的出線套位於法蘭定位止口的平面上，B結構的出線套位於法蘭止口以外的平面上。
在結構設計上，同等軸頭轉矩情況下閥門電機的軸頭直徑均小於普通電機。為避免上述現象，這樣可相對減小電動機軸頭的懸臂長度進而減小其工作中可能產生的彈性變形。同時也保證了電動機工作狀態下實際隔爆結合面符合標準要求。
無前端蓋法蘭結構
有的電動裝置在設計中已考慮了閥門電機定子鐵芯的安裝位置，即內裝式或無前端蓋法蘭型式，這種結構在國外電動裝置產品中經常見到。
多迴轉電動裝置的結構，它是一種知名電動裝置品牌。雖然Rotork 公司的智慧型型電動裝置已不再採用該結構，但因為與其它產品完全不同的特點而且仍有套用，所以對其進行簡單介紹。
電動機的轉子軸與電動裝置傳動蝸桿設計成一體，在主箱體內的支撐點是和滾針軸承，在後端蓋上的支撐點是球軸承，這種結構在國內被稱為“同軸直聯”式。閥門電機的電源線可以方便地引入電動裝置的控制腔。電動裝置工作時蝸輪的輸出轉矩會使蝸桿產生軸向力並壓縮用於轉矩控制的碟形彈簧，所以轉子在電動裝置轉矩開關動作時會有一定量的雙向軸向位移，這一特點在其它電動裝置上是沒有的。
就電動裝置整體結構而言，是很有創意的設計。它簡化了整機傳動結構，蝶型彈簧的預緊和調整方便，產品整體外形協調等。Rotork後期產品依然保持了這種風格。其局限是; 電機與蝸桿軸過長，與轉子的組合精度難於控制，並且蝸桿軸受力屬於超靜定結構。當閥門開啟操作時，機殼、後端蓋、軸承壓蓋的緊固螺釘均要承受蝸桿的軸向力，因而該結構電動裝置的輸出轉矩規格也不宜過大。
總結
通過以上幾種典型閥門電機結構的分析比較可以歸納出以下幾點：
(1) 閥門電機的結構設計受到電動裝置整體結構的制約，如傳動、手/電動切換結構等，尤其是電動機的連線法蘭與進線結構設計；
(2) 閥門電機的結構設計要兼顧防爆性能和防護性能，因為絕大多數閥門電機只有與防爆電動裝置組合後才具有防爆功能，這時防爆電動裝置的控制腔與防爆閥門電機的外殼構成一個防爆主腔；
(3) 我國閥門電機的防爆等級多為ExdIIBT4Gb，而很多工況條件要求電動裝置的防爆等級為ExdIICT4Gb 或ExdIICT6Gb ，所以閥門電機的防爆性能是制約電動裝置防爆等級的因素之一；
(4) 結構型式不同的閥門電機適應不同的電動裝置輸出轉矩規格，有些只適合小轉矩規格，所以其功率範圍較小；
(5) 有前端蓋結構的閥門電機便於單機檢測和儲運，無前端蓋結構的閥門電機儲運中應採取措施保護定子線圈和隔爆面等部位並應提供單機檢測(指與電動裝置未組裝之前) 的方法、措施；
(6) 閥門電機功率分檔的範圍較大但每種規格的用量有限，所以電動裝置設計時擇標準連線尺寸和出線位置的閥門電機可相對降低產品的製造成本；
(7) 我國閥門電機標準中規定的戶外等級較電動裝置的標配戶外等級低，在某種程度上影響了電動裝置戶外性能的提高。
綜上所述，閥門電機的結構設計與電動裝置的整機結構相互制約。所以，研究改進閥門電機的結構使之更趨合理對促進電動裝置整機性能的提高具有積極作用。
