摘要：潜海水电机工作形式和工作条什的不同，从内部结构的设计上可以把该电机分为干式和温式两大类，详细介绍了干式和湿式潜海水电机的结构。对防海生物装置的使用、阴极保护装置的使用、水下接线盒的使用、自动控制装置的使用以及水泵工作范围的控制进行了详细介绍。

关键词：潜海水电机：标准类型；使用维护

0         引  言

随着丰富的海洋矿产资源逐渐被人类开发和利用，各种海底矿物资源勘探、开采设备的需求与应用电机越来越广泛，潜海水电机作为其巾的主要动力驱动设备电得到了越来越多的关注。

    近十几年来，各种潜海水电机驱动海水提升泵为海上平台、船舶提取生活用水，驱动消防泵为平台提取海水灭火，驱动船用配载泵提取海水压仓，驱动海底吹泥泵、喷射泵、吸泥泵为海底管道铺设挖沟、打桩和进行航道疏浚，潜海水电泵的应用范围越来越广泛。但各种潜海水电泵配套的潜海水电机的工作条件因其结构的不同而在本质上有着不同的要求，因此对其有一个概括性的认识，对各种潜海水电泵使用的安全性、可靠性也显得更为重要。

    潜海水电机使用环境的特殊性决定了其在设计、使用及维护等各方面的特殊性，本文仪从选型、使用与维护两个方面进行阐述并作出相应的建议。

1         潜海水电机的选型

根据海水电机工作形式和工作条件的不同，从内部结构的设计上可以把电机分为干式和湿式两大类。

    在密封结构上，两类电机比较相似。静密封‘般采甩的是O型密封圈，动密封采用的是机械密封(有时在机械密封外还加有一道或几道油封)，机械密封的润滑方式对于两类结构稍有不同。

1．1干式结构

干式潜海水电机分为电机内部干(空气)式和电机内部充油(绝缘润滑油)式两种。

    干式电机中，转子自带辅助空气循环的风叶，且以铸铝转子居多，也有铜条转子；定子为绕线式或穿线式结构，可采用漆包线和绕包线两种电磁线；轴承一般采用滚动轴承，有角接触球轴承或推力轴承承丰日水泵产生的轴向力。

    此种电机多由Y系列二相异步电机(包括Y2、Y3系列)发展而来。其优点是单位容量的电机体积小，卧用时无转子偏心造成的单边磁拉力的不良影响，因轴承采用脂润滑而使低转速运行小受限制；缺点是由于电机本身没有内外压力平衡装置，随着潜没深度的增加，动密封处由于内外压力不平衡会产生严重问题，故潜没深度有限：

    经验表明，一般干式电机在潜没深度20 m以内没有任何问题，若超过，则需在机械密封采取一定措施后，才可适当增加潜没深度，但数值有限。

    允油式电机中，电机转子不带有辅助循环的风叶；电机内部充满绝缘油；因定、转子气隙相对干式电机要大，所以电机的功率因数相对干式电机会略低。定子绕组可采用绕包线和漆包线。为减少绝缘油的摩擦损耗，一般定子冲片较少采用开口槽，多采用闭口槽；电机采用的轴承结构与干式电机相同，但一般都直接用电机内部的绝缘油来润滑，因此转速较高的电机须采用专用的电机油才能同时保证绝缘和润滑两个方面的要求。由于内部充油增加了电机的摩擦损耗，此类电机的效率一般比十式电机略低。该类电机一般带有内外压力平衡装置，凶此潜没深度较深，同时因为电机内部绝缘汕的存在还可以在机械密封失效造成早期泄露的情况下工作，只要油品耐压不低于极限数值，电机始终可以安全运行。此类电机的潜没深度理论上可以没有限制．但潜没深度增加时应更多考虑压力平衡装置的强度、绕组线和电缆的承压能力、机械密封动静环的承压能力等会影响电机安全运行的问题。

1．2湿式结构

湿式潜海水电机包括湿式和半湿式两类。二者的相同之处在于，电机内部都充有干净的水(自来水或带有防冻液的自来水)，电机采用的是径向扶正轴瓦和轴向水润滑止推轴承分别承担轴向力和径向力；转子多采用制条结构；电机均带有内外压力平衡装置，潜没深度与内部充汕式相比更有优势，因为其内部充水，即使电机内外出现大量的海水置换，电机仍可正常工作。与干式结构中的充油式电机类似，电机效率和功率凶数相对干(空气)式要低。二者不同之处在于，泓式结构电机定子绕组采用专用耐水绕组线，优点是由于定子绕组耐水，电机深水运行更安全可靠；缺点是电机绕组线绝缘厚度大，因而电机体积较大(受到电机直径要求的限制，电机长径比加大)；半湿式结构电机定子线圈采用漆包线，用一个罐筒密封，内部浇注环氧树脂，定子部分整体与电机内部的水绝缘，优点是可减小电机整体体积，而缺点是定了密封的可靠性往往会影响到整机的使用寿命一1．3材料选择材料选型主要是根据各海域海水腐蚀程度的不同考虑电机各外露结构件要使用的材料。

    一般来说，电机机壳多用不锈钢制造，如304、316、316L等，均是较常用的板材，多以焊接结构为丰，为节约成本也有机壳采用普钢然后外包不锈钢薄板的；电机机壳两端端盖等轴承支撑结构件由于结构复杂，多采用铸件结构，以铸造锡青铜居多，电有铸造铝青铜和铸造不锈钢的；紧固件则般采用奥氏体不锈钢件，如304或316乃至MONEI，(高强度镍铜合金)，各种螺栓用垫圈则应充分考虑其在海水中可能发生的电化学反应而选用适当的材料；电机轴如果作为电机转子磁路的组成部分则应为导磁的，因此不能直接选用304和316材料，可以采用导磁的双相不锈钢，但价格相对较高，也可采用普钢焊接奥氏体不锈钢轴头的方式降低成本，但应充分考虑电机扭矩对焊接强度的要求；还可采用导磁的马氏体不锈钢辅伸喷涂耐腐蚀合金的轴伸结构，但只适用于海水腐蚀性较弱的使用环境。

    机械密封的辅助件也应考虑海水的腐蚀工况，应选用耐腐蚀的骨架结构和橡胶件。

    焊接材料的选择要考虑得更加仔细，因为焊日在海水中存在各种腐蚀现象，焊口腐蚀是造成潜海水电机损坏的主要原因之一，因此应尽量减少直接接触海水的焊口数量并采用耐海水腐蚀的焊料。

2潜海水电机的使用与维护

2．1使用条件的确认

首先，应确认电机潜没深度以便与制造商确定电机结构。

    其次，应确认海水的腐蚀成分，和制造商进一步确认电机主要零部件材质的要求。

    再次，应确认海水含砂量，必要时要求制造商采取防砂措施。

    最后，应确认电机****外形尺寸要求，如有井筒，应核算电机表面流速尽量不低于0.5 m／s，不  高于2 m／s；如无并筒，则应要求制造商提供吸水罩以保证电机表面流速．．总之，应尽可能多的为制造商提供电机的使用条件细节，如海水温度、是否使用船用发电机供电电源、电源电压变化率、是否频繁起动等，便于制造商做相应的电机设计和电泵成套设计。

2．2维护建议

电机安装使用时应参照制造商提供的产品使用说明书，本文仪就一止匕特殊的维护手段作相关建议。

2.2.1  防海生物装置的使用

对于长期工作于水下的潜海水电机，各种海生物在电机和电泵表面的附着会影响其使用寿命，为避免海生物堵塞流道，影响电机表面散热情况的发生，必要时应考虑各种防海生物装置的选用。

2.2.2  阴极保护装置的使用

金属和合金在海水中的电位序是不一样的，相对而言，部分材料处于活性状态(阳极)，部分材料处于钝性状态(阴极)，阳极会先于阴极腐蚀…。由于电机和电泵外露表面存在各种电位不同材质混用，在海水中电位高的材料会不可避免地先发生腐蚀。因此，除采购时进行止确的选材，要求制造商在电泵制造时采用钝化、涂料、金属镀层等方法控制腐蚀外，还应主动采用措施防止腐蚀，延长电机、电泵的使用寿命，如以牺牲阳极的方式进行保护。

2.2.3水下接线盒的使用

随着潜没深度的增加，无限制地增加电缆长度会增加电机的制造难度，并且电机引出电缆受空间的限制不可能无限制地增大，一定规格的电缆受到电缆压降的限制又不可能无限制地增加艮度，因而引出必要的水F接线盒应该是值得考虑的方案。下接线盒可以可靠地进行动力电缆和电机引出电缆的连接和密封，还可以保证不受海牛物的破坏，其可靠性和安全性值得信赖．

2.2.4  自动控制装置的使用潜海水电机、电泵工作系统由于材质的特殊，一般价格较高，特殊的使用环境对其使用的町靠性要求也较高。自动控制装置的使用可以延长系统的使用寿命、保证系统运行的可靠性。一般自动控制装置应具有水位控制、常规的电气控制等功能。

2．2．5水泵I作范围的控制

如果水泵能够工作在****设计工况点当然是最理想的系统工作状态，但实际情况往往会和人们预想的有些差距，因此确定水泵合理的工作范围是一项相当重要的工作。因为随着水泵工作点的变化，水泵产牛的轴向力会发生变化，电机能够承受的轴向力区间应事先得到验证，换而言之，就是水泵合理的工作范围应事先确认，必要叫可采用双吸结构的水泵；同时，水泵流量的减小会影响剑电机表面冷却水的流速，所以应确认最小流量以保证电机表面流速的要求。

3结  语

潜海水电泵的选型应多考虑潜没深度和海水水质的特殊要求，使用和维护应从提高安全可靠的角度给严重视，才能保证使其具有较高的性价比。