Der Mikromotor bezieht sich auf das Prinzip, die Struktur, die Leistung, die Funktion usw. unterscheiden sich vom herkömmlichen Motor, und das Volumen und die Ausgangsleistung sind sehr klein. Im Allgemeinen beträgt der äußere Durchmesser des Mikromotors nicht mehr als 130 mm und die Leistung zwischen Hunderten von Milliwatt und Hunderten von Watts. Es wurde häufig in militärischen und zivilen modernen Geräten und seinem Kontrollsystem eingesetzt, z.
Heutzutage wurden in praktischen Anwendungen Mikromotoren aus der Vergangenheit der einfachen Startkontrolle, dem Zweck der Stromversorgung, der genauen Steuerung der Geschwindigkeit, ihrer Position, des Drehmoments usw. entwickelt, insbesondere in der industriellen Automatisierung, der Office -Automatisierung und der Heimautomation, fast alle verwenden die Motorechnologie, die Mikroelektronik -Technologie und die Energie -Elektronik -Technologie, die Mechatronik -Produkte kombiniert haben. Die Elektronisierung ist ein unvermeidlicher Trend bei der Entwicklung von Mikromotoren.
2 Anwendungsfeld des Mikromotors （Hohlbechermotor )
Die moderne Mikromotor -Technologie integriert eine Reihe hoher und neuer Technologien wie Motoren, Computer, Kontrolltheorie und neue Materialien und wechselt von militärisch und industriell zum täglichen Leben. Daher sollte die Entwicklung der Mikromotor-Technologie an den Entwicklungsbedarf der Säulenindustrie und der High-Tech-Industrie angepasst werden. Der Mikromotor wird hauptsächlich in den folgenden Aspekten verwendet:
2.1 Micro Special Motors für Haushaltsgeräte
Um die Benutzeranforderungen kontinuierlich zu erfüllen und sich an die Bedürfnisse des Informationsalters anzupassen, Energieeinsparung, Komfort, Netzwerk, Intelligenz und sogar Netzwerkgeräte (Information Home Appliances) zu erreichen, ist der Ersatzzyklus von Haushaltsgeräten sehr schnell, und die Anforderungen von hohem Effizienz, niedrigem Rauschen, niedrigem Vibration, niedriger Preis, einstellbarer Geschwindigkeit und intelligierender Anforderungen für den unterstützenden Motor. Mikromotoren für Haushaltsgeräte machen 8% der Gesamtzahl der Mikromotoren aus: einschließlich Klimaanlagen, Waschmaschinen, Kühlschränken, Mikrowellenöfen, elektrischen Ventilatoren, Staubsauger, Entwässerungsmaschinen usw.
Die jährliche Nachfrage nach 450 bis 500 Millionen Einheiten (Sets), eine solche Motorleistung, ist nicht groß, sondern eine große Vielfalt. Die Entwicklungstrends von Mikromotoren für Haushaltsgeräte sind: ① Permanentmagnet bürstenlose Motoren ersetzen allmählich einphasige asynchrone Motoren; ② Das Design optimieren, die Produktqualität und Effizienz verbessern; ③ Übernehmen Sie eine neue Struktur und neue Technologie, um die Produktionseffizienz zu verbessern.
2.2 Mikromotor für Informationsverarbeitungsgeräte
Informationsverarbeitungsgeräte mit Mikromotoren machten 29%aus: einschließlich Informationseingabe, Speicherung, Verarbeitung, Ausgabe, Leitung und anderen Links, einschließlich Kommunikationsgeräten. Die Welt benötigt 1,5 Milliarden (Sätze) pro Jahr, hauptsächlich permanente Magnet -DC -Motoren, bürstenlose DC -Motoren, Steppermotoren, Mikrosynchronmotoren usw. Die jährliche Ausgabe von Microcomputer (PC) von rund 100 Millionen Einheiten im Jahr 2000.2005 wird voraussichtlich 200 Millionen Einheiten betragen, für die unterstützenden Schlüsselkomponenten der Nachfrage nach Mikromotor, die zunehmend hohe Anforderungen haben. Die meisten dieser Motoren sind Präzisions -Permanentmagnetbürbemotoren und Präzisions -Stepper -Motoren.
Ihre Merkmale und Entwicklungsrichtungen sind:
(1) Hohe Anlageprodukte Diese Art von Motor hat sehr hohe Anforderungen an die Stabilität der Geschwindigkeit und den Ausgang der rotierenden Welle, sodass diese Art von Motor eine Kombination aus fortschrittlicher Fertigungstechnologie und neu auftretender Energieelektronik-Technologie von High-Tech-Technologien, hohen Investitionsprodukten ist und im Allgemeinen auf die internationale Entwicklung und Produktion von großen Unternehmen konzentriert ist.
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(3) Hohe Geschwindigkeit Mit der kontinuierlichen Verbesserung der Speicherdichte von Computerperipheriegeräten muss die stützende Motordrehzahl über 8000r/ min liegen.
2.3 Mikromotor für Automobile
Mikromotoren für Automobile machten 13%aus, darunter Startergeneratoren, Wischermotoren, Motoren für Klimaanlagen und Kühlventilatoren, elektrische Speedometer, Fensterlifter und Türverriegelungsmotoren. Im Jahr 2000 betrug die weltweite Automobilproduktion rund 54 Millionen, wobei durchschnittlich 15 Motoren pro Fahrzeug und 810 Millionen weltweit benötigt wurden.
Entwicklungsfokus der Automobilmotor -Technologie: Entwicklungsfokus:
(1) hohe Effizienz, hohe Kraft, Energieeinsparung durch Hochgeschwindigkeit, Hochleistungs-Magnetmaterialauswahl, hohe Effizienzkühlmittel und Verbesserung der Effizienz des Controllers und anderer Maßnahmen zur Verbesserung seiner Betriebseffizienz.
(2) Intelligent, um einen intelligenten Motor und Controller des Autos zu erreichen, damit das Auto im besten Zustand läuft, um den minimalen Energieverbrauch zu erreichen.
2.4 Mikromotor für Audiogeräte
Audiogeräte mit Mikromotoren machten 18%aus, darunter Plattenspieler, Rekorder, VCD- und DVD -Video -Discs. Die weltweite Nachfrage beträgt mehr als 1 Milliarde Einheiten pro Jahr. Gegenwärtig hat die Inlandsproduktion etwa 60%, hauptsächlich gedruckter Wickelmotor, Wickelscheibenmotor usw. ausgemacht.
2.5 Mikromotor für Videoausrüstung
Videogeräte mit Mikromotoren machten 7%aus, einschließlich Kameras, Kameras usw. Die jährliche Nachfrage der Welt in 350 bis 400 Millionen Einheiten (Sets), solche Motoren sind Präzision, Fertigung und Verarbeitung sind schwierig, insbesondere nach dem Eintritt in den digitalen Eintritt hat der Motor anspruchsvollere Anforderungen vorgeschrieben.
2.6 Mikromotor für den industriellen elektrischen Antrieb und die Steuerung
Diese Art von Mikromotor macht 2%aus, einschließlich CNC -Werkzeugmaschinen, Manipulatoren, Robotern usw. hauptsächlich für Wechselstrom -Servo -Motor, Stromschaltmotor, DC -Motor mit breiter Geschwindigkeit, Wechselstrom -Motor und so weiter. Diese Art von Motor hat viele Sorten, hohe technische Anforderungen und ist eine Motorklasse mit einer schnelleren Inlandsnachfrage.
2.7 Micro -Motor spezieller Zweck
Diese Art von Motor macht etwa 23%aus, einschließlich Luft- und Raumfahrtflug, verschiedene Flugzeuge, automatisierte Waffen und Geräte, medizinische Geräte usw. Such motors are mostly special motors or new motors, including motors that are different from the general electromagnetic principle in principle, structure and operation mode, mainly low-speed synchronous motors, harmonic motors, limited Angle motors, ultrasonic motors, microwave motors, capacitive motors, electrostatic motors, etc. Among them, ultrasonic motor, microwave motor, capacitive motor and electrostatic motor are special motors which are different from general Motoren im Prinzip, Struktur und Betrieb. Das Auftreten und die Entwicklung dieser Motoren hängen eng mit der Entwicklung der elektronischen Technologie und der Steuerungstechnologie zusammen.
3 Mikromotor -Neuprodukttechnologie
Mit dem kontinuierlichen Fortschritt von Wissenschaft und Technologie und den neuen Anforderungen praktischer Anwendungen gab es eine Vielzahl von Mikrospezialmotoren, die sich von herkömmlichen elektromagnetischen Motoren unterscheiden. Sie übernehmen neuartige Designkonzepte, Methoden, Strukturen und Prinzipien.
3.1 Permanentmagnetbürstenloser Motor
Pinseler Motor ist die Entwicklungsrichtung des Mikromotors, der in den Bereichen Informationen, Haushaltsgeräte, Audio und Video, Transport usw. angewendet wurde. Angesichts der raschen Entwicklung der markiierten Materialien und der Strome -Elektronik -Technologie wird die Leistung weiter verbessert. Der Preis wird weiter abnimmt. Der bürstenlose Motor wird weiterentwickelt. Die Nachfrage wird im Vergleich zum allgemeinen asynchronen Motor immer größer sein, der neue bürstenlose motorische Stromverbrauch um 30% ~ 35% abnimmt, um die Anforderungen von hoher Wirkungsgrad, Energiesparung, kleiner, leicht zu erfüllen.
Obwohl der Kostenpreis von bürstenlosen Motoren aufgrund des geringen Stromverbrauchs, der hohen Effizienz und der reduzierten Betriebskosten aus Sicht der Energieeinsparung höher ist als der von asynchronen Motoren, wird die Popularität von bürstenlosen Motoren aus Sicht des Energieeinspannung als Trend der Zeiten. Die weltweit großen Unternehmen haben einen heftigen Wettbewerb auf dem Gebiet der bürstenlosen Motoren gestartet. Mit der Verbesserung der Leistung von Komponenten und Materialien wird auch die Leistung von bürstenlosen Motoren erheblich verbessert, und der Geschwindigkeitswettbewerb der Technologieentwicklung wird stärker ausgeprägt.
3.2 Ultraschallmotor
ultrasonicmotor (ultrasonicmotor, ultrasonicmotor, Abbreviation USM) is the use of the inverse piezoelectric effect of piezoelectric materials, so that the elastic body (stator) in the ultrasonic frequency band to produce microscopic mechanical vibration (vibration frequency above 20kHz), through the friction between the stator and the rotor (or movable), the stator's mikroskopische Schwingung in die Rotor- (oder bewegliche) Makro-Einrichtungdrehung (oder lineare Bewegung). Es bricht das Konzept des traditionellen Motors, dass die Geschwindigkeit und das Drehmoment durch den elektromagnetischen Effekt erhalten werden, und ist eine weitere bemerkenswerte neue Technologie bei der Entwicklung der Mikromotor -Technologie.
Im Vergleich zum traditionellen Motor hat Ultraschallmotor eine Reihe von Vorteilen: (1) einfache Struktur besteht aus zwei Grundkomponenten: Vibrationsteilen und beweglichen Teilen; (2) Das Drehmoment des Einheitsvolumens ist groß, das 10 -fache des traditionellen Motors des gleichen Volumens entspricht. (3) Die Leistung mit niedriger Geschwindigkeit ist gut, die Geschwindigkeit kann auf Null eingestellt werden und kann ein großes Drehmoment bei niedriger Geschwindigkeit direkt ausgeben. (4) großes Bremsmoment, keine zusätzliche Bremse erforderlich; (5) kleine mechanische Zeitkonstante, gute schnelle Leistung; (6) Keine magnetischen und elektrischen Felder, keine elektromagnetischen Störungen und elektromagnetisches Geräusch.
Gegenwärtig haben viele Unternehmen in einigen Ländern wie Japan eine kommerzielle praktische Anwendung erhalten. Neue Produkte von Ultraschallmotoren aus Canon, Panasonic, Hitachi und anderen Unternehmen wurden in fortschrittlichen Kameras, Camcorders und optischen Instrumenten verwendet. Die Entwicklungsrichtung der Ultraschallmotor -Technologie besteht darin, die Effizienz weiter zu verbessern.
Ultraschallmotor verwendet ein neues Prinzip und eine neue Struktur, benötigt keine Magnete und Spulen, sondern verwendet den inversen piezoelektrischen Effekt von piezoelektrischen Materialien und Ultraschallvibrationen, um Bewegung und Kraft direkt zu erhalten (Moment). Es bricht das Konzept des Motors, dass die Geschwindigkeit und das Drehmoment durch den bisher elektromagnetischen Effekt erhalten werden, und ist eine High-Tech-Technologie an der Spitze der aktuellen Weltwissenschaft. Aufgrund von Ultraschall hat der Motor viele Eigenschaften, die der elektromagnetische Motor nicht hat, obwohl seine Erfindung und Entwicklung nur 20 Jahre Geschichte beträgt, aber in Luft- und Raumfahrt, Robotik, Automobile, Präzisionspositionierung, medizinische Geräte, Mikromaschinen und anderen Feldern erfolgreich angewendet wurden.
3.3 Hochgeschwindigkeitsdynamischer Drucklagermotor
Mit der Entwicklung von Informationsprodukten in Richtung hoher Effizienz, hoher Dichte und Mikrodünn hat der Präzisions -Permanentmagnet -bürstenloser Motor eine Geschwindigkeit von bis zu 8000 ~ 50000R/ min. Die Lager von Hochgeschwindigkeitsmotoren ersetzen auch herkömmliche einfache Lager durch dynamische Drucklager, um viele technische Probleme zu überwinden, die durch hohe Geschwindigkeit verursacht werden. Im Vergleich zum Kugellager und des einfachen Lagers hat das dynamische Drucklager viele Vorteile. Es kann den unregelmäßigen Wellenschwung hemmen, die Schlagresistenz, eine lange Lebensdauer, ein niedriges Rauschen und so weiter verbessern.
Der dynamische Drucklagermotor hat zwei Arten von Flüssigkeit und Luft, die allgemeine Geschwindigkeit ist niedrig, wobei der dynamische Drucklager mit Flüssigkeit mit hoher Geschwindigkeit mit dem dynamischen Drucklager der Luft. Obwohl noch einige technische Probleme weiter gelöst werden müssen, wurde die Entwicklungsrichtung von Hochgeschwindigkeits-dynamischen Drucktragemotoren im Allgemeinen bestätigt.
3.4 Linearer Motor
Mit der schnellen Entwicklung der automatischen Steuerungstechnologie werden die Anforderungen an die Positionierungsgenauigkeit verschiedener automatischer Steuerungssysteme immer höher, und der traditionelle Rotationsmotor in Verbindung mit einem Satz von Transformationsmechanismus, der aus linearen Bewegungsgeräten besteht, kann nicht den Anforderungen an die Genauigkeit erfüllen. Direkte lineare Antrieb ist einer der Inhalte der modernen Servoantriebsforschung. Linear Motor ist einer der Schlüsseltechnologien. Das Anwendungsfeld des linearen Motors ist ebenfalls breit. Die Verwendung des linearen Direktantriebsmotors ist ebenfalls breit. Die Kontrollgenauigkeit kann verbessert werden, da der Bewegungstransformationsmechanismus weggelassen wird.
3.5 Supermicro -Motor
Die Mikromotor-Technologie ist ein neues High-Tech-Feld der in den letzten 20 Jahren entwickelten Mikroelektromechanischen Systemtechnologie (MEMS), das durch die Mikro-Maschining-Technologie auf der Grundlage von Halbleitermaterial Silizium gekennzeichnet ist, das zur Herstellung von Geräten mit Energieumwandlung und Übertragungsfunktionen im Größenbereich von Millimeter zu Micron verwendet wird. Die Entstehung der MEMS -Technologie hat einen revolutionären Sprung in der traditionellen mechanischen Fertigungstechnologie gemacht.
Ultramikromotor hat das elektrostatische Prinzip des ultramikromotorischen und elektromagnetischen Ultramikromotors, da das elektromagnetische Ultramikromotor größer ist als das elektrostatische Ultramikromotor -Drehmoment, hohe Konvertierungseffizienz, lange Lebensdauer, es wurde in vielen Fields wie Endoskopen, Mikrorokrorus und Mikrorotien und so weiter angewendet. Gegenwärtig haben die Vereinigten Staaten, Japan, Russland, Deutschland und andere Länder viel Arbeitskräfte, materielle und finanzielle Ressourcen für die Durchführung der Forschung und Anwendung dieser Technologie investiert und große Fortschritte erzielt, und einige haben praktisch erreicht. Zum Beispiel entwickelte die Japan Toshiba Company ein Gewicht von 40 mg, Geschwindigkeit von 60 ~ 1000r/ min, Spannung 1,7 V, Durchmesser von nur 0,8 mm im kleinsten Mikromotor der Welt, wie beispielsweise die Shanghai Jiao Tong University, ebenfalls einen Durchmesser von 1 mm Mikromotor. Es ist zu erwarten, dass Supermicro -Motoren mit der Entwicklung und Anwendung der Nanofabrizierungstechnologie ebenfalls stark entwickelt werden, sodass sie über mehr Anwendungsfelder verfügen.
3.6 Molekularmotor
Mit der Entwicklung von MEMS, Nano Electrical System (NA2Noelektromechanische Systeme, NEMs), können sich die Größen von einigen hundert bis wenigen Nanometern ausführen, von denen einige wichtige potenzielle Anwendungen im biomedizinischen Bereich haben. Rickyk. Soong et al. Von der Cornell University in den Vereinigten Staaten integrierte ein einzelner Biomolekularmotor mit einem anorganischen nanoskaligen System, um ein von einem molekularer Motor angetriebenes hybrides nanomechanisches Gerät zu bilden. Durch hydrolyse ATP (Adenosintriphosphat) in einem aktiven System kann der Biomolekular (weniger als 8 nm Durchmesser und 14 nm Länge) ein maximales Drehmoment von 80 bis 100p · nm erzeugen, die mit der Größe und mechanischen Konstanten von heute erzeugten nanomechanischen Strukturen kompatibel sind. Es wird erwartet, dass diese neue Technologie eine Rolle bei der Reinigung von Blutgefäßen spielt.
4 Mikromotor -Entwicklungstrend
Nach dem Eintritt in das 21. Jahrhundert ist die nachhaltige Entwicklung der Weltwirtschaft zwei wichtige Probleme - - - Energie- und Umweltschutz, einerseits, dem Fortschritt der menschlichen Gesellschaft, haben immer höhere und höhere Anforderungen an die Lebensqualität, und das Bewusstsein für Umweltschutz wird immer stärker und stärker, da die Mikromotor nicht nur in Industrie- und Ein- und Einsendungen in den Live -Einern. des Motors gefährden direkt die Sicherheit des persönlichen Eigentums; Die Schwingung, das Rauschen und die elektromagnetische Störung des Motors werden die öffentliche Gefahr, die Umwelt zu verschmutzen. Die Effizienz des Motors steht in direktem Zusammenhang mit dem Energieverbrauch und schädlichen Gasemissionen, sodass die internationalen Anforderungen für diese technischen Indikatoren immer strenger sind, die Aufmerksamkeit der Motorindustrie im In- und Ausland auf sich gezogen haben, von der motorischen Struktur, dem Prozess, den Materialien, den elektronischen Komponenten, der Kontrolllinien und dem elektromagnetischen Design, das die Elektromagnetum -Ausstattung der Elektromagnetik und der anderen Aspekte der Energieersichtsanlage, die motorische Save -Saving -Saving -Saving -Saving -Saving -Saving -Produkte auf dem Basis der Elektromagnetik, und anderen Aspekten der Energieersichtsanlage. und Umweltschutz und fördern relevante technologische Fortschritte wie neuer Motorstempeln, Wickeldesign, Verbesserung der Lüftungsstruktur und geringem Verlust und hohe Permeabilitätsmaterialien, seltene Erde permanente Magnetmaterialien, Rausch- und Vibrationsreduktionstechnologie, Stromerektronik -Technologie, Steuerungstechnologie, reduzieren die technologische Interferenztechnologie der elektromagnetischen Interferenz und andere Anwendungsforschung.
Unter der Prämisse der Beschleunigung des Trends der wirtschaftlichen Globalisierung achten die Länder mehr auf die beiden wichtigen Fragen des Energieeinsparung und des Umweltschutzes, zur Stärkung des internationalen technischen Austauschs und der Zusammenarbeit und beschleunigen das Tempo der technologischen Innovation. (2) hohe Effizienz, Energieeinsparung und grüne Entwicklung; (3) auf hohe Zuverlässigkeit, elektromagnetische Kompatibilitätsentwicklung; (4) zu niedrigem Rauschen, niedriger Vibration, niedrigen Kosten, Preisentwicklung; (5) auf spezialisierte, diversifizierte und intelligente Entwicklung.
Darüber hinaus ist der Mikromotor Modularisation, Kombination, intelligente Mechatronik -Richtung und bürstenlos, kein Eisenkern, keine dauerhafte Magnetisierungsrichtung, insbesondere bemerkenswert, dass sich die Umgebung bei der Anwendung des Mikromotors ändert, kann das herkömmliche elektromagnetische Prinzip des Motors nicht vollständig erfüllt werden. Mit den neuen Errungenschaften verwandter Disziplinen, einschließlich neuer Prinzipien und neuer Materialien, ist die Entwicklung von Mikrospezialmotoren mit nicht elektromagnetischen Prinzipien zu einer wichtigen Richtung der motorischen Entwicklung geworden.
