當直流防爆伺服電機用于危險場所時，必須特別注意選擇這類電機，以確保它們不僅可以解決運動控制應用需求，而且還可以安全操作，不會成為危險事件的點火源。

美國國家電氣規范（NEC）將危險場所定義為“由于易燃氣體或蒸氣，易燃液體，可燃粉塵或可燃纖維或漂浮物而可能存在火災或爆炸危險的區域。”存在火災或爆炸危險的區域”不僅存在易燃物質，同時也存在氧化劑和點火源。由于電氣設備是常見的點火源，因此NEC對危險場所中這些設備的安全使用進行了分類和制定。可接受在危險場所使用的直流防爆伺服電機是一種特殊類型的電動機，被評為“防爆”電動機，因為它們安裝在“電動機外殼中，可以承受其特定類型氣體，蒸汽或粉塵的爆炸，并防止內部爆炸，避免擴散進一步點燃周圍的氣體，蒸汽或粉塵。并且，此類直流電機已通過UL/CSA認證并標記為應用在許可的危險環境組別和工作溫度中。

危險場所火災和爆炸的原因

最常見的危險地點是農業，航空，采礦，工業，化學加工和石油工業。但這些行業的火災或爆炸原因各不相同。美國NEC 以三種方式對危險場所進行分類：

(Class I) I類：存在易燃氣體或蒸氣，如天然氣或汽油蒸氣。（例如石油煉油廠和汽油儲存）。

(Class II) II類：可燃粉塵或細粉碎材料。（例如谷物升降機或面粉和飼料廠）。

(Class III) III類：易于點燃的纖維或漂浮物，聚集在機器周圍或照明設備上。（例如紡織廠或棉花）

 

一類像谷物升降機，碾米機，粉塵制粒機，面粉廠，飼料廠等通常具有分層或懸浮在空氣中的可燃粉塵。當存在氧氣和點火源時，火焰可以通過點火源點燃周圍，如果不采用隔火防爆型式，則會在沖擊波的作用下全方向地擴散，導致鏈式反應，從而導致大面積爆炸。

另一類如在空氣中存在可燃氣體/蒸汽的汽油泵站（例如航空）可以通過靜電點燃。煤塵爆炸由于懸浮在空氣中的小顆粒煤粉被點燃，染料工程中存在火災和爆炸危險是由于工藝中使用的易燃溶劑和染料，肥皂制造會導致爆炸性環境是因為香味香水中含有酒精，而食品制造商可能會遇到灰塵，面粉或粉狀明膠的爆炸。

 

消除點火源——危險場所的點火源

雖然在危險場所空氣中存在易燃氣體，可燃粉塵，蒸汽或纖維，它們是火災或爆炸的燃料和氧化劑，但點火源是引起火災和爆炸事故的重要條件，它會點燃空氣中的物質發生爆炸。引起火災和爆炸的常見點火源有以下八種：

（1）明火。例如火爐、火柴、煙道噴出火星、氣焊和電焊噴火等。

（2）高熱物及高溫表面。例如加熱裝置、高溫物料的輸送管、冶煉廠或鑄造廠里熔化的金屬等。

（3）電火花。例如高電壓的火花放電、開閉電閘時的弧光放電等。

（4）靜電火花。例如液體流動引起的帶電、人體的帶電等靜電火花。

（5）摩擦與撞擊。例如機器上軸承轉動的摩擦；磨床和砂輪的摩擦；鐵器工具相撞等。

（6）物質自行發熱。例如油紙、油布、煤的堆積，金屬鈉接觸水發生反應等。

（7）絕熱壓縮。如硝化甘油液滴中含有氣泡時，被落錘沖擊受到絕熱壓縮，瞬時升溫，可使硝化甘油液滴被加熱至著火點而爆炸。

（8）化學反應熱及光線和射線等。

 

防爆伺服電機設計要求

關于電火花點火源，使用防爆電動機和相關的電氣裝置（即，布線，導管，連接器等）來消除其潛在的危險點火源風險。低壓防爆伺服電機可采用任何接線配置：無刷永磁，確保電機能安全用于危險場所，強大的防爆外殼可以承受內部爆炸，防止或隔離爆炸的進一步擴散。

為了滿足這些防爆要求，防爆電機設計具有以下要求：

1、限制電機的最高溫度，讓任何從電機逸出的火焰冷卻到不能點燃外部環境的水平，這需要通過創建超長火焰路徑和特殊間隙來實現的。

2、設置確定的長度路徑、氣隙、寬度和與電機部件的緊密間隙，避免摩擦和電弧放電。

3、能夠承受內部爆炸而不會受到損害

4、使用前對電機外殼，端鈴，接線盒和蓋子進行壓力測試

5、消除在外表面上使用輕金屬，以避免基于摩擦的電弧放電

 

防爆伺服電機的認證標準

防爆伺服電機外殼的設計需要符合全球不同區域機構制定的標準。在北美，防爆外殼的設計需要符合NEC / NFPA，在達到要求標準后，它們將被送到美國保險商試驗所（UL）進行測試，通過后獲得UL標識。在歐洲，歐洲電工標準化委員會（CENELEC）和國際電工委員會（IEC）根據區域系統制定防爆標準ATEX指令，被歐洲和國際所采用。