Mikromoottori viittaa periaatteeseen, rakenteeseen, suorituskykyyn, toimintaan ja niin edelleen, jotka eroavat tavanomaisesta moottorista, ja tilavuus ja lähtöteho ovat hyvin pieniä moottoria. Yleensä mikromoottorin ulomman halkaisija on enintään 130 mm, ja teho on satojen milliwattien ja satojen wattien välillä. Sitä on käytetty laajasti sotilaallisissa ja siviili -moderneissa laitteissa ja sen valvontajärjestelmissä, kuten tykistönhallinta, ohjusohjeet, ilma -alusten automaattinen ohjaus, CNC -työstötyökalut, kuljettamaton kangaspuiden hallinta, teollisuuden ompelukoneiden hallinta, telemetria ja kaukosäädin, ääni- ja videolaitteet, automaattiset instrumentit ja tietokoneen ääreislaitteet jne.
Nykyään käytännöllisissä sovelluksissa mikromoottorit on kehitetty aiemmasta yksinkertaisesta aloitusohjauksesta, voiman tarjoamisen tarkoituksesta, sen nopeuden, aseman, vääntömomentin jne. Tarkalle hallinnasta, etenkin teollisuusautomaatiossa, toimistoautomaatiossa ja kodin automaatiossa, melkein kaikki käyttävät moottoritekniikkaa, mikroelektroniikkatekniikka- ja voimaelektroniikkatekniikkatekniikkaa yhdistettyjä mekatroniikkatuotteita. Elektronisaatio on väistämätön suuntaus mikromoottorien kehittämisessä.
2 Mikromoottorin levityskenttä （ontto kuppimoottori )
Moderni mikromoottoritekniikka integroi useita korkeaa ja uusia tekniikoita, kuten moottoreita, tietokoneita, ohjausteoriaa ja uusia materiaaleja, ja siirtyy sotilaallisesta ja teollisesta päivittäiseen elämään. Siksi mikromoottoritekniikan kehittäminen olisi mukautettava pilariteollisuuden ja korkean teknologian teollisuuden kehitystarpeisiin. Mikromoottoria käytetään pääasiassa seuraavissa näkökohdissa:
2.1 Mikro -erikoismoottorit kodinkoneille
Jotta voitaisiin vastata jatkuvasti käyttäjävaatimuksiin ja sopeutua tietojen iän tarpeisiin, energiansäästön, mukavuuden, verkostoitumisen, älykkyyden ja jopa verkkokodin kodinkoneiden (kodin laitteet) saavuttamiseksi, kodinkoneiden korvausjakso on erittäin nopea, ja korkean hyötysuhteen, alhaisen melun, alhaisen värähtelyn, alhaisen hinnan, säädettävän nopeuden ja älykkyyden vaatimukset ovat tukena moottoria. Kokintalaitteiden mikro -moottorien osuus on 8% mikromoottorien kokonaismäärästä: mukaan lukien ilmastointilaitteet, pesukoneet, jääkaapit, mikroaaltouunit, sähköpuhaltimet, pölynimurit, vedenpoistokoneet jne.
Maailman vuosittainen kysyntä 450–500 miljoonasta yksiköstä (sarjoista), tällainen moottorin teho ei ole suuri, vaan laaja valikoima. Kotilaitteiden mikromoottorien kehityssuuntaukset ovat: ① Pysyvät magneettiharjattomat moottorit korvaavat vähitellen yksivaiheisen asynkronisen moottorin; ② Optimoi suunnittelu, paranna tuotteiden laatua ja tehokkuutta; ③ Hyväksy uusi rakenne ja uusi tekniikka tuotannon tehokkuuden parantamiseksi.
2.2 Mikromoottori tietojenkäsittelylaitteisiin
Tietojenkäsittelylaitteiden mikromoottoreilla oli 29%: Sisältää tiedon syöttö-, tallennus-, käsittely-, lähtö-, johtavuus- ja muut linkit, mukaan lukien viestintälaitteet. Maailma tarvitsee 1,5 miljardia (sarjoja) vuodessa, pääasiassa pysyviä magneetti DC -moottoreita, harjattomia DC -moottoreita, askelmoottoreita, mikrorynkronisia moottoreita ja niin edelleen. Noin 100 miljoonan yksikön vuosituotannon vuoden 2000 2005 vuosituotannon odotetaan olevan 200 miljoonaa yksikköä sen tukevien avainkomponenttien mikro-moottorin kysynnän, yhä korkeammat vaatimukset. Suurin osa näistä moottoreista on tarkkuus pysyviä magneettiharjattomia moottoreita ja tarkkuusaskelmoottoreita.
Niiden ominaisuudet ja kehityssuunnat ovat:
(1) Korkeat sijoitustuotteet Tämän tyyppisillä moottorilla on erittäin korkeat vaatimukset nopeuden ja pyörivän akselin stabiilisuudelle, joten tämäntyyppinen moottori on yhdistelmä edistynyttä valmistustekniikkaa ja korkean teknologian korkean investointituotteiden kehittyvää tehoelektroniikkatekniikkaa, joka on yleensä keskittynyt suurten yritysten kansainväliseen kehitykseen ja tuotantoon.
(2) Pieni ja hiutalee, jotta voidaan täyttää tietotuotteiden miniatyrisoinnin ja siirrettävyyden tarpeet, miniatyrisointi ja hiutaleiset vaatimukset on esitetty heidän tukimoottoreilleen.
(3) Suuri nopeus tietokoneen oheislaitteiden säilytystiheyden jatkuvalla paranemisella vaaditaan, että moottorin nopeuden tulisi olla yli 8000R/ min.
2,3 Auton mikromoottori
Autojen mikromoottorien osuus oli 13%, mukaan lukien aloitusgeneraattorit, pyyhkimen moottorit, ilmastointi- ja jäähdytyspuhaltimien moottorit, sähköiset nopeusmittarit, ikkunoiden nostimet ja oven lukitusmoottorit. Vuonna 2000 maailman autojen tuotanto oli noin 54 miljoonaa, keskimäärin 15 moottoria ajoneuvoa kohti ja tarvitaan 810 miljoonaa maailmanlaajuisesti.
Automotive -mikromoottoritekniikan kehittäminen Focus:
(1) Korkea hyötysuhde, korkea voima, energiansäästö nopealla, korkean suorituskyvyn magneettisen materiaalin valinnalla, korkean hyötysuhteen jäähdytysvälineiden avulla ja parantaa ohjaimen tehokkuutta ja muita toimenpiteitä sen toiminnan tehokkuuden parantamiseksi.
(2) Älykäs auton älykkään moottorin ja ohjaimen saavuttamiseksi niin, että auto kulkee parhaassa tilassa, jotta energian vähimmäiskulutus saavutetaan.
2,4 Mikromoottori äänilaitteille
Mikromoottorien äänilaitteiden osuus oli 18%, mukaan lukien levy -pelaajat, tallentimet, VCD- ja DVD -videolevyt. Maailmanlaajuinen kysyntä on yli miljardi yksikköä vuodessa. Tällä hetkellä kotimaisen tuotannon osuus on noin 60 prosenttia, pääasiassa painettu käämitysmoottori, käämityslevymoottori ja niin edelleen.
2.5 Mikromoottori videolaitteille
Mikrimoottorien videolaitteiden osuus oli 7%, mukaan lukien kamerat, kamerat ja niin edelleen. Maailman vuosittainen kysyntä 350–400 miljoonassa yksikössä (sarjat), tällaiset moottorit ovat tarkkuutta, valmistus ja käsittely on vaikeaa, etenkin digitaaliseen pääsyn jälkeen moottori esitti vaativampia vaatimuksia.
2.6 Mikromoottori teollisuuden sähkökäyttöön ja ohjaukseen
Tällaisen mikromoottorin osuus on 2%, mukaan lukien CNC -työstötyökalut, manipulaattorit, robotit jne. Lähinnä AC -servomoottorille, tehoaskeleille, leveän nopeuden tasavirtamoottorille, AC -harjaton moottori ja niin edelleen. Tällaisella moottorilla on monia lajikkeita, korkeat tekniset vaatimukset, ja se on moottoriluokka, jolla on nopeampi kotitalouskysyntä.
2,7 Erikoiskäyttöinen mikromoottori
Tämän tyyppisen moottorin osuus on noin 23%, mukaan lukien ilmailu- ja avaruuslento, erilaiset lentokoneet, automatisoidut aseet ja laitteet, lääkinnälliset laitteet ja niin edelleen. Tällaiset moottorit ovat enimmäkseen erityisiä moottoreita tai uusia moottoreita, mukaan lukien moottorit, jotka eroavat periaatteessa yleisestä sähkömagneettisesta periaatteesta, rakenne- ja käyttötilasta, pääasiassa pienen nopeuden synkronoimattomista moottorit, harmoniset moottorit, rajoitetut kulmamoottorit, ultraäänimoottorit, mikroaaltomoottorit, kapasitiiviset moottorit, sähköstaattiset moottorit jne. Erikoismoottorit, ultrasoottorit, mikrolaitoksen moottorimoottorit ja sähköiset moottorit. Moottorit periaatteessa, rakenne ja toiminta. Näiden moottorien syntyminen ja kehitys liittyvät läheisesti elektronisen tekniikan ja ohjaustekniikan kehittämiseen.
3 Mikromoottorin uusi tuotetekniikka
Tieteen ja tekniikan jatkuvan edistymisen sekä käytännön sovellusten uusien vaatimusten myötä on tapahtunut erilaisia mikro-erityisiä moottoreita, jotka eroavat perinteisistä sähkömagneettisista moottoreista. He omaksuvat uudet suunnittelukonseptit, menetelmät, rakenteet ja periaatteet.
3.1 Pysyvä magneettiharjaton moottori
Harjaton moottori on mikromoottorin kehityssuunta, jota on levitetty tiedon, kodinkoneiden, ääni- ja videoiden, kuljetusten ja niin edelleen. Pysyvien magneettimateriaalien ja tehoelektroniikkatekniikan nopean kehityksen myötä suorituskyky jatkuu, hinta on edelleen vähentymässä, harjatonta moottoria kehitetään edelleen, kysyntä on yhä suurempi verrattuna yleiseen asynkroniseen moottoriin, uusi harjaton moottorin virrankulutus vähenee 30% ~ 35%, jotta voidaan täyttää korkea tehokkuus, energiansäästö, pieni, kevyt.
Vaikka harjattomien moottorien kustannushinta on korkeampi kuin asynkronisten moottorien, pienen virrankulutuksen, korkean hyötysuhteen ja vähentyneiden käyttökustannusten vuoksi energiansäästön kannalta harjattomien moottorien suosio on varmasti aikojen suuntaus. Maailman suuret yritykset ovat käynnistäneet kovan kilpailun harjattomien moottorien alalla. Siksi komponenttien ja materiaalien suorituskyvyn parantamisen myötä myös harjattomien moottorien suorituskyky paranee huomattavasti, ja teknologian kehityksen nopeuskilpailu on näkyvämpi.
3.2 Ultraäänimoottori
Ultraäänimotorinen (ultraäänimoottori, ultraäänimoottori, lyhenteen USM) on pietsosähköisten materiaalien käänteisen pietsosähköisen vaikutuksen käyttö, joten joustava runko (staattori) ultraäänitaajuuskaistalla tuottaa mikroskooppisen mekaanisen värähtelyn (kierto -taajuus), kerrostumisen ja roottorin yläpuolella) Mikroskooppinen värähtely roottorin (tai siirrettävään) makro-yhden suunnan kiertoon (tai lineaariseen liikkeeseen). Se rikkoo perinteisen moottorin käsitteen, että nopeus ja vääntömomentti saadaan sähkömagneettisella vaikutuksella, ja se on toinen merkittävä uusi tekniikka mikromoottoritekniikan kehittämisessä.
Perinteiseen moottoriin verrattuna ultraäänimoottorilla on sarja etuja: (1) yksinkertainen rakenne, se koostuu kahdesta peruskomponentista: värähtelyosista ja liikkuvista osista; (2) yksikön tilavuusmomentti on suuri, mikä on 10 -kertainen saman tilavuuden perinteisen moottorin osaa; (3) Alhaisen nopeuden suorituskyky on hyvä, nopeus voidaan säätää nollaan, se voi suoraan tuottaa suuren vääntömomentin alhaisella nopeudella; (4) suuri jarrumomentti, ylimääräistä jarrua ei tarvita; (5) pieni mekaaninen aikavakio, hyvä nopea suorituskyky; (6) Ei magneettisia ja sähkökenttiä, ei sähkömagneettisia häiriöitä ja sähkömagneettista kohinaa.
Joidenkin ulkomaisten maiden, kuten Japanin, yritykset ovat tällä hetkellä hankkineet kaupallista käytännön sovellusta. Canonin, Panasonicin, Hitachin ja muiden yritysten ultraäänimoottorien uusia tuotteita on käytetty edistyneissä kameroissa, videokameroissa ja optisissa instrumenteissa. Ultraäänimoottoritekniikan kehityssuunta on parantaa edelleen tehokkuutta.
Ultraäänimoottori omaksuu uuden periaatteen ja rakenteen, ei tarvitse magneetteja ja keloja, vaan käyttää pietsosähköisten materiaalien ja ultraäänien tärinän käänteistä pietsosähköistä vaikutusta liikkeen ja voiman (momentin) suoraan saamiseksi. Se rikkoo moottorin käsitteen, että nopeus ja vääntömomentti saadaan toistaiseksi sähkömagneettisella vaikutuksella, ja se on korkean teknologian tekniikka nykyisen maailman tieteen eturintamassa. Ultraäänien takia moottorilla on monia ominaisuuksia, joita sähkömagneettisella moottorilla ei ole, vaikka sen keksintö ja kehitys on vain 20 vuoden historiaa, mutta ilmailu-, robotti-, auto-, tarkkuuspaikassa, lääketieteellisissä laitteissa, mikrolaitteissa ja muissa aloissa on käytetty onnistuneesti.
3.3 Nopea dynaaminen painekalkeri moottori
Tietotuotteiden kehitettäessä korkean tehokkuuden, korkean tiheyden ja mikro -ohuen suuntaan sitä tukevan tarkkuuden pysyvän magneettiharjaton moottori on nopeus jopa 8000 ~ 50000r/ min. Nopea moottorien laakerit korvaavat myös perinteiset tavalliset laakerit dynaamisilla painolaakereilla monien suuren nopeuden aiheuttamien teknisten ongelmien ratkaisemiseksi. Verrattuna kuulalaakeriin ja tavalliseen laakeriin, dynaamisella paineenlaakerilla on monia etuja. Se voi estää epäsäännöllistä akselin heilahtelua, parantaa iskunkestävyyttä, pitkää elämää, matalaa melua ja niin edelleen.
Dynaamisella painekalkeri -moottorilla on kahta tyyppiä nestettä ja ilmaa, yleinen nopeus on alhainen nesteen dynaamisen paineenlaakerin kanssa, nopea nopeus ilman dynaamisella paineen laakerilla. Vaikka edelleen ratkaistaan edelleen joitain teknisiä ongelmia, nopean dynaamisen paineen laakerimoottorien kehityssuunta on yleensä vahvistettu.
3.4 Lineaarinen moottori
Automaattisen ohjaustekniikan nopean kehityksen myötä erilaisten automaattisten ohjausjärjestelmien paikannustarkkuusvaatimukset ovat nousseet korkeammaksi ja perinteinen kiertomoottori yhdistettynä lineaarisista liikkeen laitteista koostuneen muunnosmekanismin kanssa ei voida täyttää tarkkuusvaatimuksia, suora lineaarinen käyttö on yksi nykyaikaisen servo -käyttötekniikan tutkimuksen sisältö, lineaarinen moottori on yksi avaintekniikoista. Lineaarisen moottorin levityskenttä on myös leveä, laitteen lineaarisen liikkeen tarvetta suoran käyttöliittymän lineaarisen moottorin käyttö on parempi kuin kiertomoottori. Ohjaustarkkuutta voidaan parantaa, koska liikkeenmuutosmekanismi jätetään pois.
3,5 Supermicro -moottori
Mikromoottoritekniikka on uusi korkean teknologian kenttä mikroelektromekaanisen järjestelmän tekniikan (MEMS) kenttä, joka on kehitetty viimeisen 20 vuoden aikana, jolle on ominaista puolijohdemateriaalin piin perustuvan mikroväriteknologia, jota käytetään laitteiden valmistukseen energian muuntamisella ja siirtotoiminnoilla kokoalueella millimetristä mikroniin. MEMS -tekniikan esiintyminen on tehnyt vallankumouksellisen harppauksen perinteisessä mekaanisessa valmistustekniikassa.
Ultramikromotorilla on ultramikromotorisen ja sähkömagneettisen ultramikromotorisen sähköstaattisen periaatteen, koska sähkömagneettinen ultramikromotorinen on suurempi kuin sähköstaattinen ultramikromotorinen vääntömomentti, korkean muuntamisen tehokkuus, pitkä käyttöikä, sitä on sovellettu monilla kentällä, kuten endoskoopeilla, mikrorobotoilla ja niin. Tällä hetkellä Yhdysvallat, Japani, Venäjä, Saksa ja muut maat ovat investoineet paljon työvoimaa, aineellisia ja taloudellisia resursseja tämän tekniikan tutkimuksen ja soveltamisen suorittamiseen ja edistyneet huomattavasti, ja jotkut ovat saavuttaneet käytännön. Esimerkiksi Japan Toshiba Company kehitti painon 40 mg, nopeuden 60 ~ 1000r/ min, jännite 1,7 V, vain 0,8 mm: n halkaisija maailman pienimmässä mikromoottorissa, kuten Shanghai Jiao Tongin yliopistossa, on myös halkaisija 1 mm: n mikromoottoria. Voidaan odottaa, että nanofabrication -tekniikan kehittämisen ja soveltamisen myötä myös supermikroimoottorit kehitetään huomattavasti, joten heillä on enemmän sovelluskenttiä.
3.6 Molekyylimoottori
Nano -sähköjärjestelmän (Na2noelektromekaanisten järjestelmien, NEMS) kehittymisen myötä ominaisuuskoot voivat olla muutamasta sadasta muutamaan nanometriin, joista joillakin on tärkeitä potentiaalisia sovelluksia biolääketieteellisellä kentällä. Rickyk. Soong et ai. Yhdysvaltojen Cornellin yliopistosta integroi yhden biomolekyylisen moottorin nanomittakaavan epäorgaaniseen järjestelmään hybridi -nanomekaanisen laitteen muodostamiseksi, jota ohjataan molekyylimoottorilla. Hydrolysoimalla ATP (adenosiinitrifosfaatti) aktiivisessa järjestelmässä, biomolekyylinen (halkaisijaltaan alle 8 nm ja 14 nm pitkä) moottori pystyy tuottamaan enimmäismomentin 80 - 100PN · nm, joka on yhteensopiva nanomekaanisten rakenteiden koon ja mekaanisten vakioiden kanssa. Tämän uuden tekniikan odotetaan olevan rooli verisuonen puhdistuksessa.
4 mikromoottorin kehityssuuntausta
2000 -luvulle saapumisen jälkeen maailmantalouden kestävä kehitys kohtaa kaksi avainkysymystä - energiaa ja ympäristönsuojelua, toisaalta ihmisyhteiskunnan edistymisessä, ihmisillä on korkeammat ja korkeammat vaatimukset elämänlaadulle, ja ympäristönsuojelun tietoisuus on vahvempi ja vahvempi, koska mikromoottori ei ole vain käytetty vain teollisuus- ja kaivostoimintayrityksillä, vaan myös kaupallisessa ja palvelu -teollisuudessa. vaarantaa suoraan henkilökohtaisen omaisuuden turvallisuuden; Moottorin värähtelystä, melusta ja sähkömagneettisista häiriöistä tulee ympäristön saastuttamisen julkinen vaara. Moottorin tehokkuus liittyy suoraan energiankulutukseen ja haitallisiin kaasupäästöihin, joten näiden teknisten indikaattorien kansainväliset vaatimukset ovat yhä tiukempia, ne ovat kiinnittäneet moottoriteollisuuden huomion kotona ja ulkomailla moottorirakenteen, prosessin, materiaalien, elektronisten komponenttien, ohjauslinjojen ja sähkömagneettisen suunnittelun ja muiden energiansuojelututkimuksen, mikro -moottorin uusien tuotteiden, jotka koskevan kansainvälisen tarkkuuden suhteen. ja ympäristönsuojelu, ja edistävät merkityksellistä teknistä kehitystä, kuten uuden moottorin leimaamista, käämityssuunnittelua, tuuletusrakenteen parantamista ja alhaisen menetyksen ja korkean läpäisevyysmagneettimateriaalien, harvinaisten maapallon pysyviä magneettimateriaaleja, melua ja tärinän vähentämistekniikkaa, tehoelektroniikkatekniikkatekniikkaa, ohjaustekniikkaa, vähentävät sähkömagneettisia häiriötekniikkaa ja muuta sovellustutkimusta.
Taloudellisen globalisaation kehityksen kiihdyttämisen yhteydessä maat kiinnittävät enemmän huomiota kahteen tärkeimpaan energiansäästö- ja ympäristönsuojelukysymykseen, vahvistavat kansainvälisiä teknisiä vaihtoja ja yhteistyötä ja nopeuttavat teknologisen innovaatioiden vauhtia, mikromoottoritekniikan kehityssuunta on: (1) omaksua korkea ja uusi tekniikka ja kehittyy sähköisen elektroniikan suuntaan; (2) korkea hyötysuhde, energiansäästö ja vihreä kehitys; (3) korkeaan luotettavuuteen, sähkömagneettiseen yhteensopivuuden kehitykseen; (4) alhaiseen meluun, alhaiseen värähtely, alhaiset kustannukset, hinnan kehitys; (5) erikoistuneelle, monipuoliselle, älykkäälle kehitykselle.
Lisäksi mikromoottori on modulaarisaatio, yhdistelmä, älykäs mekatroniikkasuunta ja harjaton, rautaydin, pysyvä magnetointisuunta, erityisesti huomionarvoinen on, että mikromoottorin levittämisen yhteydessä ympäristömuutokset muuttuvat, moottorin perinteistä sähkömagneettista periaatetta ei voida täysin täyttää. Liittyneiden tieteenalojen, mukaan lukien uudet periaatteet ja uudet materiaalit, uusien saavutusten myötä mikro-erikoisten moottorien kehityksestä ei-sähkömagneettisilla periaatteilla on tullut tärkeä moottorin kehityssuunta.
