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電機在真空環境中的使用應注意哪些

文章來源:未知時間:2019-08-28 點擊:

用于超高真空環境應用的電機。
如何掌控并提高未來對于真空環境作業的可靠性和質量,避免因高真空環境而帶來設備無法
工作的問題?

現代工廠,例如LED或OLED的生產中會越來越多涉及到真空環境;自上世紀90年代起在
晶圓生產過程中廠家設法避免微小灰塵的進入。當今的生產過程如噴鍍(將固體材料物質
以粒子的形式在另一物體表面形成一層很薄、精確的涂層)會摻雜空氣中其他物質。
為什么不可以將電機直接工作在真空罐中?這樣會比較簡單。普通的電機由于散發微小粒
子和分子沉淀會污染真空罐。其中的有機物比如潤滑脂,粘合劑,絕緣層和其他物質會有氣
體產生,而將普通電機用在真空環境中會帶來污染真空罐或其他精密儀器的風險。真空環境
中,普通電機所散發氣體量,取決于電機自身等級和工作環境溫度,或許普通的電機可以偶
爾能工作在低真空環境中,但是在高真空和超高真空環境中是絕對無法使用的。
所以,在真空環境下使用電機一定要考慮以下因素
1、影響散熱空氣對流和傳導這兩種一般情況下最主要的散熱方式已經無法成立,只能
通過輻射散熱,散熱效率遠遠低于有大氣的情況。
2、真空放電一些高壓元件在真空環境(非絕對真空,指低氣壓)中更容易發生氣體放
電或擊穿現象。如果真空度更高還可能發生電暈放電等現象。
3、物質揮發可以想象,部分元器件材料的表面物質(如鍍膜等)會在真空中加速揮
4、產生「冷焊」現象在沒有空氣的情況下,相互接觸的材料可能會因為分子間作用力
而自動「粘」在一起。這對步進電機等儀器有相當大的影響。
5、部分依賴空氣或氣流的設備無法正常工作,比如風扇之類的東西。
直接將電機用在真空環境中會代來很多好處,但是對電機也有特殊要求
電機要能夠承受真空中的高溫,確保電機結構不發生變化,還有保證自身的精度。
要求如下幾點
1、真空電機的外殼一般都采用不銹鋼材料,確保定位準確,運動過程中不產生任何氣體,
這樣結構的電機也可以工作在一些極端環境中。
2、此外為了確保電機使用壽命長,無氣體產生,高質量的線圈絕緣材料和特種潤滑劑也
是必需的。根據不同真空度和工作周期,各個部分的優化組合也是很重要。
3、真空中的溫度處理需要特別關注的是真空中的溫度處理,由于真空中沒有空氣對流,
熱量只能靠熱輻射和材料的熱傳導來消除。因此為了避免電機過熱,要根據實際使用的工
作周期,選型中要帶有一定的安全余量。
此外,還可以選擇集成在電機線圈中的溫度傳感器直接測出電機的溫度,通過控制電機的
電流降低電機的問題,對熱量的有效控制可以延長電機的使用壽命。
在真空中使用真空電機最大的好處是減少真空泄露的風險。過程的穩定性和可靠性是最重
要的,特別是在工業生產過程中。電機,根據不同使用強度,使用一段時間后可能需要考
慮更換軸承,而高質量的真空電機在適當的防護和保養下,可以長時間使用。
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