Micro motor ay tumutukoy sa prinsipyo, istraktura, pagganap, pag-andar at iba pa ay naiiba mula sa maginoo motor, at ang lakas ng tunog at output ay napakaliit na motor. Sa pangkalahatan, ang panlabas na diameter ng micro motor ay hindi hihigit sa 130mm, at ang kapangyarihan ay nasa pagitan ng daan-daang milliwatts at daan-daang watts. Ito ay malawakang ginagamit sa militar at sibil na modernong kagamitan at ang sistema ng kontrol nito, tulad ng kontrol ng artilerya, paggabay sa misayl, awtomatikong pagpipiloto ng sasakyang panghimpapawid, mga tool sa makina ng CNC, kontrol ng shuttleless loom, kontrol ng makinang panahi sa industriya, telemetry at remote control, kagamitan sa audio at video, mga awtomatikong instrumento at mga peripheral ng computer, atbp., na lahat ay gumagamit ng malaking bilang ng mga micro motor.
Ngayon, sa mga praktikal na aplikasyon, ang mga micro motor ay binuo mula sa nakaraang simpleng panimulang kontrol, ang layunin ng pagbibigay ng kapangyarihan, hanggang sa tumpak na kontrol ng bilis, posisyon, metalikang kuwintas, atbp., lalo na sa industriyal na automation, automation ng opisina at automation ng bahay, halos lahat ay gumagamit ng teknolohiya ng motor, teknolohiya ng microelectronics at teknolohiya ng power electronics na pinagsama ang mga produktong mechatronics. Ang electronization ay isang hindi maiiwasang kalakaran sa pagbuo ng micro motors.
2 Application field ng micro motor（hollow cup motor )
Ang makabagong teknolohiyang micro motor ay nagsasama ng ilang mataas at bagong teknolohiya tulad ng mga motor, kompyuter, teorya ng kontrol, at mga bagong materyales, at lumilipat mula sa militar at pang-industriya patungo sa pang-araw-araw na buhay. Samakatuwid, ang pag-unlad ng teknolohiyang micro motor ay dapat na iakma sa mga pangangailangan sa pag-unlad ng mga industriya ng haligi at mga industriyang high-tech. Ang micro motor ay pangunahing ginagamit sa mga sumusunod na aspeto:
2.1 Micro special motors para sa mga gamit sa bahay
Upang patuloy na matugunan ang mga kinakailangan ng gumagamit at umangkop sa mga pangangailangan ng panahon ng impormasyon, upang makamit ang pagtitipid ng enerhiya, kaginhawahan, networking, katalinuhan, at kahit na network ng mga kasangkapan sa bahay (impormasyon sa mga kasangkapan sa bahay), ang cycle ng pagpapalit ng mga kasangkapan sa bahay ay napakabilis, at ang mga kinakailangan ng mataas na kahusayan, mababang ingay, mababang vibration, mababang presyo, adjustable na bilis at katalinuhan ay inilalagay para sa pagsuporta sa motor. Ang mga micro motor para sa mga gamit sa bahay ay 8% ng kabuuang bilang ng mga micro motor: kabilang ang mga air conditioner, washing machine, refrigerator, microwave oven, electric fan, vacuum cleaner, dewatering machine, atbp.
Ang taunang pangangailangan ng mundo para sa 450 hanggang 500 milyong mga yunit (set), ang naturang kapangyarihan ng motor ay hindi malaki, ngunit isang malawak na pagkakaiba-iba. Ang mga uso sa pagbuo ng mga micro motor para sa mga gamit sa bahay ay: ① unti-unting papalitan ng mga permanenteng magnet na walang brush na motor ang mga single-phase na asynchronous na motor; ② I-optimize ang disenyo, pagbutihin ang kalidad at kahusayan ng produkto; ③ Magpatibay ng bagong istraktura at bagong teknolohiya upang mapabuti ang kahusayan sa produksyon.
2.2 Micro motor para sa kagamitan sa pagproseso ng impormasyon
Ang mga kagamitan sa pagpoproseso ng impormasyon na may mga micro motor ay umabot ng 29%: kabilang ang input ng impormasyon, imbakan, pagproseso, output, pagpapadaloy at iba pang mga link, kabilang ang mga kagamitan sa komunikasyon. Ang mundo ay nangangailangan ng 1.5 bilyon (set) bawat taon, higit sa lahat permanenteng magnet DC motors, brushless DC motors, stepper motors, micro synchronous motors at iba pa. Microcomputer (PC) taunang output ng tungkol sa 100 milyong mga yunit sa 2000,2005 ay inaasahan na maging 200 milyong mga yunit, para sa kanyang pagsuporta sa mga pangunahing bahagi ng micro-motor demand, unting mataas na mga kinakailangan. Karamihan sa mga motor na ito ay precision permanent magnet brushless motors at precision stepper motors.
Ang kanilang mga katangian at direksyon ng pag-unlad ay:
(1) Mga produkto ng mataas na pamumuhunan Ang ganitong uri ng motor ay may napakataas na mga kinakailangan para sa katatagan ng bilis at ang runout ng umiikot na baras, kaya ang ganitong uri ng motor ay isang kumbinasyon ng mga advanced na teknolohiya ng pagmamanupaktura at umuusbong na teknolohiya ng power electronics ng high-tech, mataas na pamumuhunan na mga produkto, sa pangkalahatan ay puro sa internasyonal na pag-unlad at produksyon ng malalaking kumpanya.
(2) Miniaturization at flaky Upang matugunan ang mga pangangailangan ng miniaturization at portability ng mga produkto ng impormasyon, inilalagay ang miniaturization at flaky na mga kinakailangan para sa kanilang mga sumusuportang motor.
(3) Mataas na bilis Sa patuloy na pagpapabuti ng density ng imbakan ng mga peripheral ng computer, kinakailangan na ang sumusuporta sa bilis ng motor ay dapat na higit sa 8000r/min.
2.3 Micro motor para sa sasakyan
Ang mga micro motor para sa mga sasakyan ay umabot ng 13%, kabilang ang mga starter generator, wiper motor, motor para sa air conditioning at cooling fan, electric speedometer, window lifter at door lock motor. Noong 2000, ang produksyon ng sasakyan sa mundo ay humigit-kumulang 54 milyon, na may average na 15 motor bawat sasakyan, at 810 milyon ang kailangan sa buong mundo.
Pokus sa pagbuo ng teknolohiyang micro motor ng sasakyan:
(1) Mataas na kahusayan, mataas na puwersa, pag-save ng enerhiya sa pamamagitan ng mataas na bilis, mataas na pagganap ng pagpili ng magnetic material, mataas na kahusayan na paraan ng paglamig at pagbutihin ang kahusayan ng controller at iba pang mga hakbang upang mapabuti ang kahusayan ng operasyon nito.
(2) Matalino upang makamit ang intelligent na motor at controller ng kotse, upang ang kotse ay tumatakbo sa pinakamahusay na estado, upang makamit ang pinakamababang pagkonsumo ng enerhiya.
2.4 Micro motor para sa audio equipment
Ang mga kagamitan sa audio na may mga micro motor ay umabot ng 18%, kabilang ang mga record player, recorder, VCD at DVD video disc. Ang pangangailangan sa buong mundo ay higit sa 1 bilyong yunit bawat taon. Sa kasalukuyan, ang domestic production ay umabot ng halos 60%, pangunahin ang naka-print na winding motor, winding disk motor at iba pa.
2.5 Micro motor para sa video equipment
Ang mga kagamitan sa video na may mga micro motor ay umabot ng 7%, kabilang ang mga camera, camera at iba pa. Ang taunang pangangailangan ng mundo sa 350 hanggang 400 milyong mga yunit (set), tulad ng mga motor ay katumpakan, pagmamanupaktura at pagproseso ay mahirap, lalo na pagkatapos ng pagpasok ng digital, ang motor ay naglagay ng higit na hinihingi na mga kinakailangan.
2.6 Micro motor para sa pang-industriyang electric drive at kontrol
Ang ganitong uri ng micro motor ay nagkakahalaga ng 2%, kabilang ang mga CNC machine tool, manipulator, robot, atbp. Pangunahin para sa AC servo motor, power stepper motor, wide speed DC motor, AC brushless motor at iba pa. Ang ganitong uri ng motor ay may maraming uri, mataas na teknikal na kinakailangan, at isang klase ng motor na may mas mabilis na domestic demand.
2.7 Espesyal na layunin na micro motor
Ang ganitong uri ng motor ay nagkakahalaga ng humigit-kumulang 23%, kabilang ang aerospace flight, iba't ibang sasakyang panghimpapawid, mga automated na armas at kagamitan, kagamitang medikal at iba pa. Ang ganitong mga motor ay kadalasang mga espesyal na motor o mga bagong motor, kabilang ang mga motor na naiiba sa pangkalahatang electromagnetic na prinsipyo sa prinsipyo, istraktura at mode ng pagpapatakbo, pangunahin ang mababang bilis na kasabay na mga motor, harmonic na motor, limitadong Anggulo na motor, ultrasonic motors, microwave motors, capacitive motors, electrostatic motors, atbp. Kabilang sa mga ito, ultrasonic motor, microwave motor, ang capacitive motor na prinsipyo at electrostatic na operasyon ay iba ang capacitive motor at electrostatic. Ang paglitaw at pag-unlad ng mga motor na ito ay malapit na nauugnay sa pag-unlad ng elektronikong teknolohiya at teknolohiya ng kontrol.
3 Micro motor bagong teknolohiya ng produkto
Sa patuloy na pag-unlad ng agham at teknolohiya at ang mga bagong pangangailangan ng mga praktikal na aplikasyon, nagkaroon ng iba't ibang micro-espesyal na motor na naiiba sa tradisyonal na electromagnetic na motor. Gumagamit sila ng mga konsepto, pamamaraan, istruktura at prinsipyo ng nobela na disenyo.
3.1 Permanenteng magnet na walang brush na motor
Ang walang brush na motor ay ang direksyon ng pag-unlad ng micro motor, na inilapat sa mga larangan ng impormasyon, mga gamit sa bahay, audio at video, transportasyon at iba pa. Sa mabilis na pag-unlad ng mga permanenteng magnet na materyales at teknolohiya ng power electronics, patuloy na bumubuti ang pagganap, patuloy na bumababa ang presyo, bubuo pa ang brushless motor, magiging mas malaki ang demand, kumpara sa pangkalahatang asynchronous na motor, ang bagong pagkonsumo ng kuryente ng brushless motor ay nabawasan ng 30% ~ 35%, upang matugunan ang mga kinakailangan ng mataas na kahusayan, pag-save ng enerhiya, maliit, magaan na timbang.
Kahit na ang presyo ng gastos ng mga brushless na motor ay mas mataas kaysa sa mga asynchronous na motor, dahil sa maliit na pagkonsumo ng kuryente, mataas na kahusayan at pinababang mga gastos sa pagpapatakbo, mula sa punto ng view ng konserbasyon ng enerhiya, ang katanyagan ng mga brushless na motor ay tiyak na magiging trend ng The Times. Ang mga pangunahing kumpanya sa mundo ay naglunsad ng matinding kumpetisyon sa larangan ng mga motor na walang brush. Samakatuwid, sa pagpapabuti ng pagganap ng mga bahagi at materyales, ang pagganap ng mga brushless na motor ay lubos ding mapapabuti, at ang bilis ng kumpetisyon ng pag-unlad ng teknolohiya ay magiging mas kitang-kita.
3.2 Ultrasonic na motor
ultrasonicmotor (ultrasonicmotor, ultrasonicmotor, Abbreviation USM) ay ang paggamit ng inverse piezoelectric effect ng piezoelectric na mga materyales, upang ang nababanat na katawan (stator) sa ultrasonic frequency band upang makabuo ng microscopic mechanical vibration (vibration frequency sa itaas 20kHz), sa pamamagitan ng friction sa pagitan ng stator at ang rotor (o movable), ang vibration ng microdirect rotor (movable), ang vibration ng microdirect rotor. pag-ikot (o linear na paggalaw). Sinisira nito ang konsepto ng tradisyunal na motor na ang bilis at metalikang kuwintas ay nakukuha ng electromagnetic effect, at isa pang kahanga-hangang bagong teknolohiya sa pagbuo ng micro motor technology.
Kung ikukumpara sa tradisyonal na motor, ang ultrasonic motor ay may isang serye ng mga pakinabang: (1) simpleng istraktura, ito ay binubuo ng dalawang pangunahing bahagi: mga bahagi ng panginginig ng boses at mga gumagalaw na bahagi; (2) ang unit volume torque ay malaki, na 10 beses kaysa sa tradisyonal na motor ng parehong volume; (3) Ang pagganap ng mababang bilis ay mabuti, ang bilis ay maaaring iakma sa zero, maaaring direktang mag-output ng malaking metalikang kuwintas sa mababang bilis; (4) Malaking braking torque, walang karagdagang preno ang kinakailangan; (5) Maliit na mekanikal na oras pare-pareho, mahusay na mabilis na pagganap; (6) Walang magnetic at electric field, walang electromagnetic interference at electromagnetic noise.
Sa kasalukuyan, maraming kumpanya sa ilang dayuhang bansa tulad ng Japan ang nakakuha ng komersyal na praktikal na aplikasyon. Ang mga bagong produkto ng ultrasonic motors mula sa Canon, Panasonic, Hitachi at iba pang kumpanya ay ginamit sa mga advanced na camera, camcorder, at optical na instrumento. Ang direksyon ng pag-unlad ng teknolohiya ng ultrasonic motor ay upang higit pang mapabuti ang kahusayan.
Ang ultrasonic na motor ay gumagamit ng isang bagong prinsipyo at istraktura, hindi nangangailangan ng mga magnet at coils, ngunit ginagamit ang kabaligtaran na piezoelectric na epekto ng mga piezoelectric na materyales at ultrasonic vibration upang direktang makakuha ng paggalaw at puwersa (sandali). Sinisira nito ang konsepto ng motor na ang bilis at metalikang kuwintas ay nakuha sa pamamagitan ng electromagnetic effect sa ngayon, at ito ay isang high-tech na teknolohiya sa unahan ng kasalukuyang agham ng mundo. Dahil sa ultrasound, maraming katangian ang motor na wala sa electromagnetic motor, bagaman ang pag-imbento at pag-unlad nito ay 20 taon lamang ng kasaysayan, ngunit sa aerospace, robotics, sasakyan, precision positioning, kagamitang medikal, micro machinery at iba pang larangan ay matagumpay na nailapat.
3.3 High-speed dynamic na pressure bearing motor
Sa pagbuo ng mga produkto ng impormasyon sa direksyon ng mataas na kahusayan, mataas na density at micro thin, ang precision permanent magnet brushless motor na sumusuporta dito ay may bilis na hanggang 8000 ~ 50000r/min. Ang mga bearings ng high-speed motors ay papalitan din ang tradisyonal na plain bearings na may dynamic na pressure bearings upang malampasan ang maraming teknikal na problema na dulot ng mataas na bilis. Kung ikukumpara sa ball bearing at plain bearing, ang dynamic na pressure bearing ay may maraming pakinabang. Maaari nitong pigilan ang irregular shaft swing, pagbutihin ang impact resistance, mahabang buhay, mababang ingay at iba pa.
Dynamic na presyon ng tindig motor ay may dalawang uri ng likido at hangin, ang pangkalahatang bilis ay mababa sa tuluy-tuloy na dynamic na presyon ng tindig, mataas na bilis na may air dynamic na presyon ng tindig. Bagaman mayroon pa ring ilang mga teknikal na problema na higit pang malulutas, ang direksyon ng pag-unlad ng high-speed dynamic pressure bearing motors ay karaniwang nakumpirma.
3.4 Linear Motor
Sa mabilis na pag-unlad ng teknolohiya ng awtomatikong kontrol, ang mga kinakailangan sa katumpakan ng pagpoposisyon ng iba't ibang mga awtomatikong sistema ng kontrol ay tumataas at mas mataas, at ang tradisyonal na rotary motor na isinama sa isang hanay ng mekanismo ng pagbabagong-anyo na binubuo ng mga linear motion na aparato ay hindi matugunan ang mga kinakailangan sa katumpakan, ang direktang linear drive ay isa sa mga nilalaman ng modernong pananaliksik sa teknolohiya ng servo drive, ang linear na motor ay isa sa mga pangunahing teknolohiya. Malawak din ang application field ng linear motor, sa pangangailangan para sa linear motion ng device, ang paggamit ng direct drive linear motor ay magiging superior sa rotary motor. Ang katumpakan ng kontrol ay maaaring mapabuti dahil ang mekanismo ng pagbabago ng paggalaw ay tinanggal.
3.5 Supermicro motor
Ang teknolohiya ng micro motor ay isang bagong high-tech na larangan ng micro-electromechanical system technology (MEMS) na binuo sa nakalipas na 20 taon, na kung saan ay nailalarawan sa pamamagitan ng micro-machining technology batay sa semiconductor material na silicon, na ginagamit sa paggawa ng mga device na may energy conversion at transmission functions sa hanay ng laki mula millimeter hanggang micron. Ang paglitaw ng teknolohiyang MEMS ay gumawa ng isang rebolusyonaryong paglukso sa tradisyonal na teknolohiya sa pagmamanupaktura ng makina.
Ang Ultramicromotor ay may electrostatic na prinsipyo ng ultramicromotor at electromagnetic ultramicromotor, dahil ang electromagnetic ultramicromotor ay mas malaki kaysa sa electrostatic ultramicromotor torque, mataas na conversion efficiency, mahabang buhay, ito ay inilapat sa maraming larangan tulad ng endoscopes, microrobots at iba pa. Sa kasalukuyan, ang Estados Unidos, Japan, Russia, Germany at iba pang mga bansa ay namuhunan ng maraming lakas-tao, materyal at pinansiyal na mapagkukunan upang isagawa ang pananaliksik at aplikasyon ng teknolohiyang ito, at gumawa ng malaking pag-unlad, at ang ilan ay umabot sa praktikal. Halimbawa, Japan Toshiba kumpanya na binuo ng isang timbang ng 40mg, bilis 60 ~ 1000r/ min, boltahe 1.7V, diameter ng 0.8mm lamang sa pinakamaliit na micro motor sa mundo, tulad ng Shanghai Jiao Tong University ay din pagbuo ng diameter ng 1mm micro motor. Maaasahan na sa pag-unlad at aplikasyon ng teknolohiya ng nanofabrication, ang mga supermicro motor ay lubos ding mapapaunlad, upang magkaroon sila ng higit pang mga larangan ng aplikasyon.
3.6 Molecular Motor
Lumitaw sa pagbuo ng MEMS, nano electrical system (na2noelectromechanicalsystems, NEMS), ang mga laki ng tampok ay maaaring mula sa ilang daan hanggang ilang nanometer, na ang ilan ay may mahalagang potensyal na aplikasyon sa larangan ng biomedical. RickyK. Soong et al. mula sa Cornell University sa United States ay isinama ang isang solong biomolecular motor na may nanoscale inorganic system upang bumuo ng hybrid na nanomechanical device na pinapatakbo ng molecular motor. Sa pamamagitan ng pag-hydrolyze ng ATP(adenosine triphosphate) sa isang aktibong sistema, ang biomolecular (mas mababa sa 8nm ang diameter at 14nm ang haba) na motor ay may kakayahang makabuo ng maximum na torque na 80 hanggang 100pN·nm, na tugma sa laki at mechanical constants ng nanomechanical structures na maaaring gawin ngayon. Ang bagong teknolohiyang ito ay inaasahang may papel sa paglilinis ng daluyan ng dugo.
4 kalakaran sa pagbuo ng micro motor
Matapos ang pagpasok sa ika-21 siglo, ang napapanatiling pag-unlad ng ekonomiya ng mundo ay nahaharap sa dalawang pangunahing isyu ———— enerhiya at proteksyon sa kapaligiran, sa isang banda, ang pag-unlad ng lipunan ng tao, ang mga tao ay may mas mataas at mas mataas na mga kinakailangan para sa kalidad ng buhay, at ang kamalayan ng pangangalaga sa kapaligiran ay nagiging mas malakas at mas malakas, dahil ang micro motor ay hindi lamang ginagamit sa pang-industriya at pagmimina negosyo, ngunit din na ginagamit sa mas maraming mga komersyal at serbisyo sa industriya, lalo na ang mga produkto ay nakapasok sa industriya, lalo na sa negosyo nanganganib sa kaligtasan ng personal na ari-arian; Ang panginginig ng boses, ingay at electromagnetic interference ng motor ay magiging pampublikong panganib ng pagdumi sa kapaligiran. Ang kahusayan ng motor ay direktang nauugnay sa pagkonsumo ng enerhiya at nakakapinsalang paglabas ng gas, kaya ang mga pang-internasyonal na kinakailangan para sa mga teknikal na tagapagpahiwatig na ito ay higit at mas mahigpit, ay nakakaakit ng pansin ng industriya ng motor sa bahay at sa ibang bansa, mula sa istraktura ng motor, proseso, materyales, mga elektronikong sangkap, mga linya ng kontrol at disenyo ng electromagnetic at iba pang mga aspeto ng pananaliksik sa konserbasyon ng enerhiya, micro motor bagong pag-ikot ng mga produkto sa batayan ng mahusay na teknikal na pagganap at pang-internasyonal na layunin na magpapatupad ng kaugnay na layunin ng enerhiya, sa kabilang banda, ito ay para sa pang-internasyonal na proteksiyon ng enerhiya. itaguyod ang may-katuturang pag-unlad ng teknolohiya, tulad ng bagong motor stamping, winding design, ventilation structure improvement at mababang pagkawala at mataas na permeability magnetic materials, rare earth permanent magnet materials, ingay at vibration reduction technology, power electronics technology, control technology, bawasan ang electromagnetic interference technology at iba pang application research.
Sa ilalim ng saligan ng pagpapabilis ng takbo ng globalisasyong pang-ekonomiya, mas binibigyang pansin ng mga bansa ang dalawang pangunahing isyu ng pagtitipid ng enerhiya at proteksyon sa kapaligiran, palakasin ang mga internasyonal na teknikal na pagpapalitan at kooperasyon, at pabilisin ang takbo ng teknolohikal na pagbabago, ang takbo ng pag-unlad ng teknolohiyang micro motor ay: (1) magpatibay ng mataas at bagong teknolohiya at bumuo sa direksyon ng electronic; (2) Mataas na kahusayan, pag-save ng enerhiya at pag-unlad ng berde; (3) Sa mataas na pagiging maaasahan, pag-unlad ng pagkakatugma ng electromagnetic; (4) Sa mababang ingay, mababang panginginig ng boses, mababang gastos, pag-unlad ng presyo; (5) Upang dalubhasa, sari-sari, matalinong pag-unlad.
Bilang karagdagan, ang micro motor ay modularization, kumbinasyon, intelligent na direksyon ng mechatronics at brushless, walang iron core, permanenteng direksyon ng magnetization, lalo na kapansin-pansin na sa paggamit ng micro motor, nagbabago ang kapaligiran, ang tradisyonal na electromagnetic na prinsipyo ng motor ay hindi maaaring ganap na nasiyahan. Sa mga bagong tagumpay ng mga kaugnay na disiplina, kabilang ang mga bagong prinsipyo at bagong materyales, ang pagbuo ng mga micro-espesyal na motor na may mga di-electromagnetic na prinsipyo ay naging isang mahalagang direksyon ng pag-unlad ng motor.
