普通电机可以在真空环境下使用么？

普通电机在真空环境下会遇到一系列严峻的挑战，如果不经过特殊设计和处理，很可能会在短时间内失效。简单来说，普通电机不能直接在真空环境中使用。
主要原因和可能发生的后果如下：

1. 散热问题（最严重的问题）
在地球大气中： 电机工作时会产生热量。普通电机主要通过三种方式散热：
对流： 周围的空气流动带走热量（这是最主要的方式）。传导： 通过电机底座将热量传递到安装它的结构上。
辐射： 以红外线形式向外辐射热量（在常温下占比很小）。
在真空中： 没有空气，对流散热完全失效。散热只能依靠传导和辐射。
传导变得至关重要，但要求电机与安装结构有极大面积的紧密接触，并使用高导热性的材料（如导热硅脂），这在工程上很难完美实现。
辐射在温度不高时效率很低。
后果： 电机会急剧过热，导致内部温度远超设计极限。这会引发绝缘层熔化、永磁体退磁、轴承润滑油蒸发或固化，最终导致电机烧毁或卡死。
2. 润滑问题
普通润滑剂： 大多数普通电机使用的油脂或润滑油在真空环境下会：
迅速蒸发/升华： 真空中沸点极低，液体润滑剂会迅速变成气体挥发掉，导致轴承干磨。
污染环境： 挥发出来的油气会凝结在附近的精密设备上，如光学镜头、传感器表面，造成永久性污染和功能失效。这是航天器绝对不能接受的。
后果： 轴承在短时间内因缺乏润滑而磨损、卡死，电机停止转动。
3. 电晕放电和电弧（对于高压电机尤其危险）
在地球大气中： 空气具有一定的绝缘强度，可以防止一定电压下的电极间产生放电。
在真空中： 真空本身是极好的绝缘体，但其绝缘能力与电极材料和表面处理密切相关。在真空中，电极之间的绝缘不再依靠介质，而是依靠真空本身。
问题在于： 电机绕组在高压下，尤其是在绝缘层有微小缺陷或尖端的地方，残留的气体分子会被电离，容易产生电晕放电或真空电弧。
后果： 持续的放电会严重侵蚀和损坏绝缘材料，最终导致绕组短路，电机报废。
4. 材料出气
问题： 普通电机制造中使用的很多材料（如塑料、油漆、胶粘剂、普通线缆绝缘层等）会吸附和溶解空气中的气体分子。在真空环境下，这些气体会被缓慢地释放出来，这个过程称为“出气”。
后果： 和润滑剂挥发一样，这些释放出的气体会污染整个真空系统，对于需要超高真空的科学实验或太空望远镜来说是致命的。
那么，真空环境下使用什么电机？
为了解决以上问题，工程师们开发了专为真空环境设计的电机，主要解决方案包括：
特殊散热设计：
强化传导路径，使用高导热金属（如铜）作为部件或散热片。
设计专门用于连接的冷却板，内部通有冷却液，将热量强制带走。
提高电机的工作温度等级，使用更高等级的绝缘材料（如H级、C级）。
真空润滑技术：
使用固体润滑剂，如二硫化钼、聚四氟乙烯（PTFE）、石墨等。
使用全陶瓷轴承或特殊处理的金属轴承。
真空兼容材料和绝缘：
所有结构材料都选择低出气率的类型。
使用特殊的真空兼容浸渍漆和封装材料来处理绕组。
对于高压电机，需要特别考虑绝缘结构和工艺，防止电晕放电。
因此，如果您需要将电机用于真空环境（如太空设备、真空镀膜机、粒子加速器等），必须选用专门设计和认证的真空电机，而不能直接使用普通电机。中固维科（深圳）动力技术有限公司是一家专业从事真空、高温、深低温、辐射等严苛环境下特种电机研发、制造及应用的国家专精特新企业。公司主要产 品有真空、高温、低温系列步进/伺服电机、模组、减速机等多个系列标准产品。如果您的电机刚好用在特殊环境可以联系我们提供解决方案。