电机在真空中-中国步进电机网

在直空环境中，产生和控制运动需仔细考虑材料，平台结构和操作温度。因为当直空室被真空泵抽成负压时，产生排气，影响运动控制功能；同时，稀薄的空气意味着要使用其它的冷却方法，以避免电机产生的热量影响正常工作。

    真空度指气压小于标准大气压强的情况，一般使用术语“托”来表示。1托=1/760大气压强(空气在00C，海平面高度时的大气压强)，各种直空度等级定义如下：

    低真空度1～760托
    中真空度10-3～1托
    高真空度10-8～10-4托
    超高真空度10-11～10-9托
    特超高真空度<10-11托

材料和平台构造
    虽然每个真空应用情况可能发生变化，考虑在真空中允许使用的材料时，有一些基本的指导方针在运动系统的结构设计中必须遵循。如今大部分直线和旋转平台使用钢或不锈钢的轴承结构，平台机架一般用铝或铸铁，驱动装置几乎总是使用钢或不锈钢材料，螺母为铜螺母或钢球螺母。

    在运动系统定义说明时，所有涉及平台机械结构和材料选择的问题都是很严格的，虽然大多数平台在真空中使用低摩擦滚珠或滚柱轴承结构，但轴承的结构首先要基于特殊运动要求的考虑。一般来说，尽管很难，使用再循环滚珠轴承配置，如哥特式拱形结构类型，因为轴承沟槽中有相当多的塑料，尽管一些真空环境允许使用塑料特氟伦(聚四氟乙烯)，大多数其它塑料在真空中被禁用，为了产生平滑，精确的运动，由钢或不锈钢制成的精密十字交叉滚柱轴承，对于在真空环境下是非常理想的选择， 十字交叉滚柱提供最小的摩擦，相对于其它机械轴承来说它可以消除发热，却只需要最少量的系统维护。此外，性能作为关键因素时，十字滚柱轴承与其它机械轴承相比，具有****水平的刚度和精度。

    真空环境达到高真空度水平但限制在10-6托时，一般允许较宽的材料选择范围，特氟纶、酚醛树脂、尼龙和其它非金属材料可以利用。超过10-7托，到10-4托的超高真空度水平，材料将被限制于钢、不锈钢(大约300系列)、铝、铜、镍、陶瓷和钛金属。
注：铜和镍不太好，因真空需烘培。

    当真空泵抽真空时，这个排气的过程依赖于材料的渗漏情况，这不仅影响基本材料的精选，而且影响光洁度的处理方法，铝或铸铁的平台结构一般是可以使用的。然而铸铝和阳极化铝就应避免。铸铝是能渗漏的材料，将妨碍真空泵的工作效率。阳极化将漏气和污染真空。更适宜的是，平台结构采用裸铝或铸铁(若允许，也可表面镀镍)。

    驱动装置，无论普通丝杠或是滚珠丝杠也要正确选取。许多滚珠丝杠在螺母内使用塑料作擦试器或导向器。此外，特氟伦材料的擦试器是可取的，但其它塑料的则不可用。钢或不锈钢普通丝杠一般使用青铜(铝、磷化物或含油轴承合金)或Turcite螺母。在多数真空应用中，这是个应用特例，因为有些真空环境允许用青铜或Turcite。

    在真空中最应该考虑限位开关和电子设备，特别是位置反馈装置如编码器，所有电缆都必须是特氟伦包皮，然而限位开关和编码器经常有些其它不能与真空环境相容的材料，贝赛德Micro slide使用的磁致开关，已经在真空中应用中得到验证。线性编码器除去橡胶密封和更换具有特氟伦包皮的电缆就能在真空中使用。多数编码器(线性或旋转)内都有电子装置，它们被安装在酚醛树脂板上，需根据真空水平适当考虑。当真空度在10-7托以内时，Micro slide的线性编码器(RSF)可以使用。

    在真空中，马达和其它电子装置需要考虑的相似的问题，步进电机用的比较普遍，因他们能开环操作(没有位置反馈)，但它又同为真空环境准备一台