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电机在真空环境中的使用应注意哪些

文章来源:未知时间:2019-08-28 点击:

用于超高真空环境应用的电机。
如何掌控并提高未来对于真空环境作业的可靠性和质量,避免因高真空环境而带来设备无法
工作的问题?

现代工厂,例如LED或OLED的生产中会越来越多涉及到真空环境;自上世纪90年代起在
晶圆生产过程中厂家设法避免微小灰尘的进入。当今的生产过程如喷镀(将固体材料物质
以粒子的形式在另一物体表面形成一层很薄、精确的涂层)会掺杂空气中其他物质。
为什么不可以将电机直接工作在真空罐中?这样会比较简单。普通的电机由于散发微小粒
子和分子沉淀会污染真空罐。其中的有机物比如润滑脂,粘合剂,绝缘层和其他物质会有气
体产生,而将普通电机用在真空环境中会带来污染真空罐或其他精密仪器的风险。真空环境
中,普通电机所散发气体量,取决于电机自身等级和工作环境温度,或许普通的电机可以偶
尔能工作在低真空环境中,但是在高真空和超高真空环境中是绝对无法使用的。
所以,在真空环境下使用电机一定要考虑以下因素
1、影响散热空气对流和传导这两种一般情况下最主要的散热方式已经无法成立,只能
通过辐射散热,散热效率远远低于有大气的情况。
2、真空放电一些高压元件在真空环境(非绝对真空,指低气压)中更容易发生气体放
电或击穿现象。如果真空度更高还可能发生电晕放电等现象。
3、物质挥发可以想象,部分元器件材料的表面物质(如镀膜等)会在真空中加速挥
4、产生「冷焊」现象在没有空气的情况下,相互接触的材料可能会因为分子间作用力
而自动「粘」在一起。这对步进电机等仪器有相当大的影响。
5、部分依赖空气或气流的设备无法正常工作,比如风扇之类的东西。
直接将电机用在真空环境中会代来很多好处,但是对电机也有特殊要求
电机要能够承受真空中的高温,确保电机结构不发生变化,还有保证自身的精度。
要求如下几点
1、真空电机的外壳一般都采用不锈钢材料,确保定位准确,运动过程中不产生任何气体,
这样结构的电机也可以工作在一些极端环境中。
2、此外为了确保电机使用寿命长,无气体产生,高质量的线圈绝缘材料和特种润滑剂也
是必需的。根据不同真空度和工作周期,各个部分的优化组合也是很重要。
3、真空中的温度处理需要特别关注的是真空中的温度处理,由于真空中没有空气对流,
热量只能靠热辐射和材料的热传导来消除。因此为了避免电机过热,要根据实际使用的工
作周期,选型中要带有一定的安全余量。
此外,还可以选择集成在电机线圈中的温度传感器直接测出电机的温度,通过控制电机的
电流降低电机的问题,对热量的有效控制可以延长电机的使用寿命。
在真空中使用真空电机最大的好处是减少真空泄露的风险。过程的稳定性和可靠性是最重
要的,特别是在工业生产过程中。电机,根据不同使用强度,使用一段时间后可能需要考
虑更换轴承,而高质量的真空电机在适当的防护和保养下,可以长时间使用。
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