伺服電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)應(yīng)用中，當(dāng)它們需在極端或危險(xiǎn)環(huán)境中運(yùn)行時(shí)，通常驅(qū)動(dòng)電子系統(tǒng)會(huì)有特別的保護(hù)，可免除危險(xiǎn)的影響，只有電機(jī)會(huì)在極境下運(yùn)行。因而，伺服電機(jī)面對的性能挑戰(zhàn)及其在極端環(huán)境下運(yùn)行時(shí)需要考慮的設(shè)計(jì)問題，更值得我們關(guān)注。

典型伺服電機(jī)的額定值是在基于40℃環(huán)境溫度的工業(yè)環(huán)境中測定的，操作環(huán)境的溫度范圍常介于-10℃低溫和50℃高溫。對于靠近烘箱或井下環(huán)境的應(yīng)用，溫度可能會(huì)更高；在制冷、冷藏、低溫系統(tǒng)中，或在南極地區(qū)，應(yīng)用環(huán)境溫度可達(dá)-40℃以下。

標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)通常設(shè)計(jì)為可以在有限的大氣壓力范圍內(nèi)運(yùn)行，但某些機(jī)械加工應(yīng)用或關(guān)鍵部件可能需要在真空中操作特定過程，來限制大氣壓力對其的影響。在高海拔或空間相關(guān)的應(yīng)用中，也會(huì)有高真空度的運(yùn)行需求。

通常與工業(yè)真空應(yīng)用密切相關(guān)，無塵室對通過空氣進(jìn)入環(huán)境的污染物有嚴(yán)格的限制。

在食品加工行業(yè)，需要防止水霧和腐蝕的環(huán)境比比皆是，還可能需要進(jìn)行高壓沖洗或長時(shí)間浸泡。潛水應(yīng)用不僅需要防止進(jìn)水，還需要考慮更高的壓力要求。

在食品加工要求中，衛(wèi)生環(huán)境不僅需要高壓和高溫沖洗，還需要防止病原體在電機(jī)表面滋生。采用鋁制或鋼制外殼設(shè)計(jì)的電機(jī)在大多數(shù)工業(yè)環(huán)境中運(yùn)行良好，但由于氧化作用和表面形狀不規(guī)則可能導(dǎo)致病原體滋生，因此不適用于衛(wèi)生環(huán)境。

在谷物升降機(jī)、面粉廠、紡織廠或其他含可燃?xì)怏w、粉塵、蒸汽或纖維的環(huán)境中的應(yīng)用，需要適用于這些特定危險(xiǎn)的特別電機(jī)設(shè)計(jì)。

對于靠近核反應(yīng)堆或處于高輻射量太空環(huán)境中的電機(jī)應(yīng)用，選擇適合的電機(jī)材料以盡量減少性能隨時(shí)間減弱是一項(xiàng)充滿挑戰(zhàn)的工作。

標(biāo)準(zhǔn)伺服電機(jī)的設(shè)計(jì)可以應(yīng)對超出典型工業(yè)環(huán)境的振動(dòng)，然而，對于高重復(fù)振動(dòng)或突然的沖擊振動(dòng)，需要額外考慮。

以上列出的每一種環(huán)境類型都偏離了典型的工業(yè)環(huán)境，如果這些環(huán)境條件混合在一起（例如極端寒冷和極端炎熱的環(huán)境），更是一項(xiàng)難以應(yīng)對的挑戰(zhàn)。接下來，請隨小科一起探索極端環(huán)境下伺服電機(jī)的設(shè)計(jì)思路，逐一擊破各類應(yīng)用挑戰(zhàn)！

在炎熱環(huán)境下，電機(jī)扭矩輸出受限于其特定的降低損耗以避免電機(jī)線圈過熱的能力。針對這種情況，可根據(jù)額定溫度與環(huán)境溫度的差值對電機(jī)進(jìn)行降額，或采用更高額定等級值的絕緣材料來改進(jìn)絕緣系統(tǒng)，從而允許更高的溫升。寒冷環(huán)境則以其他方式影響電機(jī)，例如軸承潤滑脂性能下降，電機(jī)材料變得易脆。因此謹(jǐn)慎選擇電機(jī)材料和軸承潤滑油能夠解決低溫環(huán)境下出現(xiàn)的問題。

在真空中，電機(jī)散熱的對流能力有限，因此，與高溫問題一樣，要么對電機(jī)進(jìn)行降額，要么必須采用一種方法來提高電機(jī)的熱傳導(dǎo)能力。由于電機(jī)材料和軸承潤滑油的除氣特性，電機(jī)材料和軸承的選擇也很重要。

對于應(yīng)用于無塵室環(huán)境中的電機(jī)而言，材料的選擇至關(guān)重要。根據(jù)無塵室不同等級的溫度和大氣壓力水平，仔細(xì)檢查電機(jī)構(gòu)造所使用材料的除氣特性。引線、軸承潤滑脂和軸封等材料非常容易釋放分子微粒，污染無塵室的環(huán)境。

單純地增加密封件可能無法實(shí)現(xiàn)堅(jiān)固的防水設(shè)計(jì)，因?yàn)殡姍C(jī)溫度的升高和降低，由此產(chǎn)生的壓力變化會(huì)對密封件產(chǎn)生持續(xù)的推力，最終導(dǎo)致密封件失效。因此如果允許電機(jī)隨溫度升高而排氣，那么電機(jī)內(nèi)部壓力不會(huì)發(fā)生變化。又如潛水電機(jī)在內(nèi)部設(shè)計(jì)有非腐蝕性流體和一個(gè)壓力囊，當(dāng)電機(jī)逐漸在水中下沉?xí)r，該壓力囊可適應(yīng)壓力的變化。

與潮濕環(huán)境類似，密封對于衛(wèi)生應(yīng)用而言也很重要。此外，為了防止病原體在裂縫和縫隙中滋生，電機(jī)表面所有暴露區(qū)域都需要采用不銹鋼材料。電機(jī)外殼的邊緣應(yīng)是圓潤的。密封材料和電纜需要根據(jù)食品行業(yè)應(yīng)用中的食品級要求來確定。

易爆環(huán)境的問題需要針對環(huán)境中會(huì)導(dǎo)致爆炸的特殊氣體、蒸汽、纖維或粉塵來應(yīng)對。電機(jī)的設(shè)計(jì)應(yīng)在繞組發(fā)生短路并引發(fā)內(nèi)部爆炸時(shí)，其外殼的每個(gè)接頭處均能限制和承受可能的火焰。具體防爆等級由美國UL、歐洲ATEX或中國CCC定義。

輻射環(huán)境由總體累積輻射量來衡量，以確定特定時(shí)間段內(nèi)的輻射水平，從而選擇電機(jī)材料。標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)材料在高濃度輻射下會(huì)在短時(shí)間內(nèi)發(fā)生性能降級，而抗輻射電機(jī)所選擇的材料需能夠耐受總體累積輻射量，從而在較長時(shí)間內(nèi)保持性能不變。

沖擊的方向和振動(dòng)的頻率將決定減輕電機(jī)損壞的方式。在高沖擊環(huán)境下，與易碎的光柵編碼器相比，旋變編碼器等堅(jiān)固的反饋裝置是更好的選擇。或根據(jù)沖擊和振動(dòng)的級別，采用不同類型或尺寸的軸承。

盡管這些極端應(yīng)用環(huán)境給電機(jī)設(shè)計(jì)者帶來了巨大挑戰(zhàn)，但許多電機(jī)已經(jīng)成功應(yīng)用于這類環(huán)境中。科爾摩根作為全球領(lǐng)先的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)和配件供應(yīng)商，依托超過七十年的運(yùn)動(dòng)控制設(shè)計(jì)和研發(fā)領(lǐng)域的專業(yè)經(jīng)驗(yàn)，能夠?yàn)榭蛻籼峁?yīng)對極端環(huán)境應(yīng)用挑戰(zhàn)的卓越解決方案！

卓越的極端應(yīng)用解決方案

AKM 3C防爆伺服電機(jī)基于AKM系列伺服電機(jī)的優(yōu)異性能，通過創(chuàng)新技術(shù)研發(fā)，為極端環(huán)境應(yīng)用提供保障，具有小巧，經(jīng)濟(jì)，性能優(yōu)異的特點(diǎn)。能夠滿足各種應(yīng)用需求，并可以滿足CCC的防爆標(biāo)準(zhǔn)。是一款本地化生產(chǎn)，擁有一區(qū)粉塵二區(qū)氣體防爆且選項(xiàng)豐富的伺服電機(jī)。

AKMH不銹鋼防水伺服電機(jī)專為與食品接觸或飛濺區(qū)域應(yīng)用而設(shè)計(jì)，使用符合FDA標(biāo)準(zhǔn)的食品級材料制造。電機(jī)設(shè)計(jì)避免平面、裂紋和裂縫，防止異物和細(xì)菌堆積。AKMH外殼和電纜可以耐受每日高壓、高溫和腐蝕性化學(xué)品沖洗。有效減少清潔時(shí)間和維護(hù)工作，直接提升了機(jī)器整體的設(shè)備綜合效率。

AKM低溫伺服電機(jī)，是以代表了業(yè)界出色性能和靈活性的AKM伺服電機(jī)為藍(lán)本研發(fā)的耐低溫型電機(jī)，采用特制的耐低溫軸承，抱閘和反饋元件，可以在低至-40℃的極寒環(huán)境內(nèi)使用，并且保持高性能。

面對極端環(huán)境應(yīng)用，科爾摩根從來不懼挑戰(zhàn)！