一、常見失效模式及成因分析

 

　　1.絕緣材料老化與擊穿

 

　　高低溫循環(huán)下，絕緣材料（如聚酰亞胺、環(huán)氧樹脂）因熱脹冷縮產(chǎn)生微裂紋，真空環(huán)境中無空氣散熱，局部溫升加劇老化；同時，真空低氣壓使材料放氣率升高，若未充分預處理，放氣產(chǎn)物可能污染繞組或引發(fā)局部放電，最終導致絕緣擊穿。

 

　　2.軸承潤滑失效與卡滯

 

　　真空環(huán)境下傳統(tǒng)油脂揮發(fā)殆盡，軸承缺乏潤滑易引發(fā)干摩擦，導致磨損加劇甚至卡死；低溫下潤滑脂黏度劇增（如-50℃時油脂接近固態(tài)），啟動阻力增大，可能超出電機扭矩極限；高溫則加速油脂氧化，形成硬質(zhì)顆粒，劃傷滾道。

 

　　3.材料熱變形與結(jié)構(gòu)失配

 

　　電機各部件（如定子、轉(zhuǎn)子、殼體）材料熱膨脹系數(shù)差異顯著（如鋁合金與陶瓷相差數(shù)倍），高低溫切換時易產(chǎn)生裝配應力，導致定轉(zhuǎn)子間隙不均、磁鋼脫落或轉(zhuǎn)軸彎曲，嚴重時引發(fā)掃膛或電磁性能下降。

 

　　4.真空放氣與污染

 

　　電機內(nèi)部殘留水分、有機雜質(zhì)在真空下釋放氣體（放氣率可達10??~10??Pa·L/s），不僅降低真空度，還可能吸附于光學元件或傳感器表面，造成信號干擾；金屬部件（如銅繞組）在高溫真空下可能發(fā)生輕微蒸發(fā)，沉積于絕緣層形成導電通道。

 

　　二、預防措施

 

　　1.材料優(yōu)化與防護設計

 

　　選用耐高低溫、低放氣的絕緣材料（如氟橡膠、陶瓷基復合材料），并在裝配前進行真空烘烤（120~200℃/24h）以降低初始放氣率；采用“零揮發(fā)”固體潤滑（如二硫化鉬涂層）替代油脂，或選用自潤滑軸承（如陶瓷球軸承）。

 

　　2.熱管理與結(jié)構(gòu)匹配

 

　　通過有限元仿真優(yōu)化部件熱膨脹匹配（如采用彈性連接結(jié)構(gòu)緩沖應力），控制定轉(zhuǎn)子間隙公差在高溫工況下的冗余量（建議≥0.1mm）；增加導熱路徑（如高導熱灌封膠）提升真空環(huán)境下的散熱效率。

 

　　3.工藝控制與環(huán)境驗證

 

　　嚴格管控裝配環(huán)境（濕度＜30%RH），避免水分引入；對電機進行高低溫循環(huán)（-196℃~+200℃）、真空（10??Pa級）老化試驗，模擬實際工況篩選潛在失效點；關(guān)鍵部件（如磁鋼）采用膠黏劑二次固定，增強抗振動脫落能力。