Motor mikro mengacu pada prinsip, struktur, kinerja, fungsi dan sebagainya berbeda dari motor konvensional, dan volume serta daya keluaran motor sangat kecil. Secara umum, diameter luar motor mikro tidak lebih besar dari 130mm, dan daya antara ratusan miliwatt hingga ratusan watt. Telah banyak digunakan dalam peralatan modern militer dan sipil serta sistem kendalinya, seperti kendali artileri, panduan rudal, uji coba otomatis pesawat terbang, peralatan mesin CNC, kendali alat tenun shuttleless, kendali mesin jahit industri, telemetri dan kendali jarak jauh, peralatan audio dan video, instrumen otomatis dan periferal komputer, dll., yang semuanya menggunakan motor mikro dalam jumlah besar.
Saat ini, dalam aplikasi praktis, motor mikro telah dikembangkan dari kontrol awal yang sederhana, tujuan menyediakan daya, hingga kontrol yang tepat atas kecepatan, posisi, torsi, dll., Terutama dalam otomasi industri, otomasi kantor dan otomasi rumah, hampir semuanya menggunakan teknologi motor, teknologi mikroelektronika, dan teknologi elektronika daya yang menggabungkan produk mekatronik. Elektronisasi merupakan tren yang tak terelakkan dalam perkembangan motor mikro.
2 Bidang aplikasi motor mikro（motor cangkir berongga )
Teknologi motor mikro modern mengintegrasikan sejumlah teknologi tinggi dan baru seperti motor, komputer, teori kontrol, dan material baru, dan beralih dari militer dan industri ke kehidupan sehari-hari. Oleh karena itu, pengembangan teknologi motor mikro harus disesuaikan dengan kebutuhan perkembangan industri pilar dan industri teknologi tinggi. Motor mikro terutama digunakan dalam aspek-aspek berikut:
2.1 Motor mikro khusus untuk peralatan rumah tangga
Untuk terus memenuhi kebutuhan pengguna dan beradaptasi dengan kebutuhan era informasi, untuk mencapai penghematan energi, kenyamanan, jaringan, kecerdasan, dan bahkan jaringan peralatan rumah tangga (peralatan rumah tangga informasi), siklus penggantian peralatan rumah tangga sangat cepat, dan persyaratan efisiensi tinggi, kebisingan rendah, getaran rendah, harga murah, kecepatan dan kecerdasan yang dapat disesuaikan dikedepankan untuk motor pendukung. Motor mikro untuk peralatan rumah tangga menyumbang 8% dari total jumlah motor mikro: termasuk AC, mesin cuci, lemari es, oven microwave, kipas angin listrik, penyedot debu, mesin dewatering, dll.
Permintaan tahunan dunia sebesar 450 hingga 500 juta unit (set), tenaga motor tersebut tidak besar, namun beragam. Tren perkembangan motor mikro untuk peralatan rumah tangga adalah: ① motor brushless magnet permanen secara bertahap akan menggantikan motor asinkron satu fasa; ② Mengoptimalkan desain, meningkatkan kualitas dan efisiensi produk; ③ Mengadopsi struktur baru dan teknologi baru untuk meningkatkan efisiensi produksi.
2.2 Motor mikro untuk peralatan pengolah informasi
Peralatan pemrosesan informasi dengan motor mikro menyumbang 29%: termasuk input informasi, penyimpanan, pemrosesan, output, konduksi, dan tautan lainnya, termasuk peralatan komunikasi. Dunia membutuhkan 1,5 miliar (set) per tahun, terutama motor DC magnet permanen, motor DC brushless, motor stepper, motor sinkron mikro dan sebagainya. Komputer mikro (PC) keluaran tahunan sekitar 100 juta unit pada tahun 2000,2005 diharapkan menjadi 200 juta unit, karena mendukung komponen utama permintaan motor mikro, kebutuhan semakin tinggi. Sebagian besar motor ini adalah motor brushless magnet permanen presisi dan motor stepper presisi.
Ciri-ciri dan arah perkembangannya adalah:
(1) Produk investasi tinggi Motor jenis ini memiliki persyaratan yang sangat tinggi untuk stabilitas kecepatan dan runout poros putar, sehingga motor jenis ini merupakan kombinasi dari teknologi manufaktur maju dan teknologi elektronika daya baru yang berteknologi tinggi, produk investasi tinggi, umumnya terkonsentrasi pada pengembangan dan produksi internasional perusahaan besar.
(2) Miniaturisasi dan flaky Untuk memenuhi kebutuhan miniaturisasi dan portabilitas produk informasi, diajukan persyaratan miniaturisasi dan flaky untuk motor pendukungnya.
(3) Kecepatan tinggi Dengan peningkatan terus-menerus dalam kepadatan penyimpanan periferal komputer, kecepatan motor pendukung harus di atas 8000r/mnt.
2.3 Motor mikro untuk mobil
Motor mikro untuk mobil menyumbang 13%, termasuk generator starter, motor wiper, motor untuk AC dan kipas pendingin, spedometer listrik, pengangkat jendela dan motor pengunci pintu. Pada tahun 2000, produksi mobil dunia berjumlah sekitar 54 juta, dengan rata-rata 15 motor per kendaraan, dan dibutuhkan 810 juta di seluruh dunia.
Fokus pengembangan teknologi motor mikro otomotif:
(1) Efisiensi tinggi, gaya tinggi, penghematan energi melalui pemilihan material magnetik berkecepatan tinggi dan berkinerja tinggi, sarana pendinginan efisiensi tinggi dan meningkatkan efisiensi pengontrol dan tindakan lain untuk meningkatkan efisiensi operasinya.
(2) Cerdas untuk mencapai motor dan pengontrol mobil yang cerdas, sehingga mobil berjalan dalam kondisi terbaik, untuk mencapai konsumsi energi minimum.
2.4 Motor mikro untuk perlengkapan audio
Perlengkapan audio dengan motor mikro menyumbang 18%, termasuk pemutar rekaman, perekam, cakram video VCD dan DVD. Permintaan di seluruh dunia lebih dari 1 miliar unit per tahun. Saat ini, produksi dalam negeri telah mencapai sekitar 60%, terutama motor belitan cetak, motor cakram belitan dan sebagainya.
2.5 Motor mikro untuk peralatan video
Peralatan video dengan motor mikro menyumbang 7%, termasuk kamera, kamera dan sebagainya. Permintaan tahunan dunia adalah 350 hingga 400 juta unit (set), motor seperti itu presisi, manufaktur dan pemrosesannya sulit, apalagi setelah memasuki digital, motor mengajukan persyaratan yang lebih menuntut.
2.6 Motor mikro untuk penggerak dan kontrol listrik industri
Motor mikro jenis ini menyumbang 2%, termasuk peralatan mesin CNC, manipulator, robot, dll. Terutama untuk motor servo AC, motor stepper daya, motor DC kecepatan lebar, motor AC brushless dan sebagainya. Motor jenis ini memiliki banyak variasi, persyaratan teknis yang tinggi, dan merupakan kelas motor dengan permintaan dalam negeri yang lebih cepat.
2.7 Motor mikro tujuan khusus
Jenis motor ini menyumbang sekitar 23%, termasuk penerbangan luar angkasa, berbagai pesawat terbang, senjata dan peralatan otomatis, peralatan medis, dan sebagainya. Motor tersebut sebagian besar merupakan motor khusus atau motor baru, termasuk motor yang berbeda dari prinsip elektromagnetik umum dalam prinsip, struktur dan mode operasi, terutama motor sinkron kecepatan rendah, motor harmonik, motor Sudut terbatas, motor ultrasonik, motor gelombang mikro, motor kapasitif, motor elektrostatik, dll. Diantaranya, motor ultrasonik, motor gelombang mikro, motor kapasitif dan motor elektrostatis merupakan motor khusus yang berbeda dengan motor umum pada prinsip, struktur dan pengoperasian. Kemunculan dan perkembangan motor ini erat kaitannya dengan perkembangan teknologi elektronik dan teknologi kendali.
3 Teknologi produk baru motor mikro
Dengan kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi yang berkelanjutan dan persyaratan baru dalam aplikasi praktis, terdapat berbagai motor mikro-khusus yang berbeda dari motor elektromagnetik tradisional. Mereka mengadopsi konsep, metode, struktur dan prinsip desain baru.
3.1 Motor tanpa sikat magnet permanen
Motor brushless merupakan arah pengembangan motor mikro yang telah diterapkan pada bidang informasi, peralatan rumah tangga, audio dan video, transportasi dan lain sebagainya. Dengan pesatnya perkembangan bahan magnet permanen dan teknologi elektronika daya, kinerja terus meningkat, harga terus menurun, motor tanpa sikat akan dikembangkan lebih lanjut, permintaan akan semakin besar, dibandingkan dengan motor asinkron pada umumnya, konsumsi daya motor tanpa sikat baru menurun sebesar 30% ~ 35%, untuk memenuhi persyaratan efisiensi tinggi, hemat energi, kecil, ringan.
Meskipun harga biaya motor brushless lebih tinggi dibandingkan motor asinkron, karena konsumsi daya yang kecil, efisiensi tinggi dan pengurangan biaya pengoperasian, dari sudut pandang penghematan energi, popularitas motor brushless pasti akan menjadi tren The Times. Perusahaan-perusahaan besar dunia telah meluncurkan persaingan yang ketat di bidang motor brushless. Oleh karena itu, dengan peningkatan performa komponen dan material, performa motor brushless juga akan meningkat pesat, dan persaingan kecepatan perkembangan teknologi akan semakin menonjol.
3.2 Motor ultrasonik
motor ultrasonik (motor ultrasonik, motor ultrasonik, Singkatan USM) adalah penggunaan efek piezoelektrik terbalik dari bahan piezoelektrik, sehingga badan elastis (stator) pada pita frekuensi ultrasonik menghasilkan getaran mekanis mikroskopis (frekuensi getaran di atas 20kHz), melalui gesekan antara stator dan rotor (atau bergerak), getaran mikroskopis stator ke dalam rotasi satu arah makro (atau bergerak) rotor (atau bergerak). Ini mematahkan konsep motor tradisional yang menyatakan bahwa kecepatan dan torsi diperoleh melalui efek elektromagnetik, dan merupakan teknologi baru yang luar biasa dalam pengembangan teknologi motor mikro.
Dibandingkan dengan motor tradisional, motor ultrasonik memiliki serangkaian keunggulan: (1) struktur sederhana, terdiri dari dua komponen dasar: bagian getaran dan bagian bergerak; (2) torsi volume satuan besar, yaitu 10 kali lipat dari motor tradisional dengan volume yang sama; (3) Performa kecepatan rendah bagus, kecepatan dapat disesuaikan ke nol, dapat langsung menghasilkan torsi besar pada kecepatan rendah; (4) Torsi pengereman yang besar, tidak diperlukan rem tambahan; (5) Konstanta waktu mekanis kecil, kinerja cepat baik; (6) Tidak ada medan magnet dan listrik, tidak ada interferensi elektromagnetik dan kebisingan elektromagnetik.
Saat ini banyak perusahaan di beberapa negara asing seperti Jepang yang telah memperoleh penerapan praktis komersial. Produk baru motor ultrasonik dari Canon, Panasonic, Hitachi dan perusahaan lain telah digunakan pada kamera, camcorder, dan instrumen optik canggih. Arah pengembangan teknologi motor ultrasonik adalah untuk lebih meningkatkan efisiensi.
Motor ultrasonik mengadopsi prinsip dan struktur baru, tidak memerlukan magnet dan kumparan, tetapi menggunakan efek piezoelektrik terbalik dari bahan piezoelektrik dan getaran ultrasonik untuk secara langsung memperoleh gerak dan gaya (momen). Ini mematahkan konsep motor yang selama ini kecepatan dan torsinya diperoleh melalui efek elektromagnetik, dan merupakan teknologi berteknologi tinggi yang terdepan dalam ilmu pengetahuan dunia saat ini. Karena USG, motor memiliki banyak karakteristik yang tidak dimiliki motor elektromagnetik, meskipun penemuan dan pengembangannya hanya berumur 20 tahun, namun di bidang kedirgantaraan, robotika, mobil, penentuan posisi presisi, peralatan medis, mesin mikro dan bidang lainnya telah berhasil diterapkan.
3.3 Motor bantalan tekanan dinamis berkecepatan tinggi
Dengan pengembangan produk informasi ke arah efisiensi tinggi, kepadatan tinggi dan mikro tipis, motor brushless magnet permanen presisi yang mendukungnya memiliki kecepatan hingga 8000 ~ 50000r/ mnt. Bantalan motor berkecepatan tinggi juga akan menggantikan bantalan biasa tradisional dengan bantalan tekanan dinamis untuk mengatasi banyak masalah teknis yang disebabkan oleh kecepatan tinggi. Dibandingkan dengan bantalan bola dan bantalan biasa, bantalan tekanan dinamis memiliki banyak keunggulan. Hal ini dapat menghambat ayunan poros yang tidak teratur, meningkatkan ketahanan benturan, umur panjang, kebisingan rendah dan sebagainya.
Motor bantalan tekanan dinamis memiliki dua jenis fluida dan udara, kecepatan umum rendah dengan bantalan tekanan dinamis fluida, kecepatan tinggi dengan bantalan tekanan dinamis udara. Meskipun masih ada beberapa masalah teknis yang harus diselesaikan lebih lanjut, arah pengembangan motor bantalan tekanan dinamis berkecepatan tinggi secara umum telah dikonfirmasi.
3.4 Motor Linier
Dengan pesatnya perkembangan teknologi kontrol otomatis, persyaratan akurasi posisi berbagai sistem kontrol otomatis semakin tinggi, dan motor putar tradisional ditambah dengan seperangkat mekanisme transformasi yang terdiri dari perangkat gerak linier tidak dapat memenuhi persyaratan akurasi, penggerak linier langsung adalah salah satu isi penelitian teknologi penggerak servo modern, motor linier adalah salah satu teknologi utama. Bidang penerapan motor linier juga luas, dalam kebutuhan gerak linier perangkat, penggunaan motor linier penggerak langsung akan lebih unggul daripada motor putar. Ketepatan kontrol dapat ditingkatkan karena mekanisme transformasi gerakan dihilangkan.
3.5 Motor supermikro
Teknologi motor mikro adalah bidang teknologi tinggi baru dari teknologi sistem mikro-elektromekanis (MEMS) yang dikembangkan dalam 20 tahun terakhir, yang ditandai dengan teknologi pemesinan mikro berdasarkan bahan semikonduktor silikon, yang digunakan untuk memproduksi perangkat dengan fungsi konversi dan transmisi energi dalam rentang ukuran dari milimeter hingga mikron. Munculnya teknologi MEMS telah membuat lompatan revolusioner dalam teknologi manufaktur mekanis tradisional.
Ultramicromotor mempunyai prinsip elektrostatik ultramicromotor dan ultramicromotor elektromagnetik, karena ultramicromotor elektromagnetik lebih besar dari torsi ultramicromotor elektrostatik, efisiensi konversi tinggi, umur panjang, telah diterapkan di banyak bidang seperti endoskopi, robot mikro dan sebagainya. Saat ini, Amerika Serikat, Jepang, Rusia, Jerman, dan negara-negara lain telah menginvestasikan banyak sumber daya manusia, material, dan keuangan untuk melakukan penelitian dan penerapan teknologi ini, dan telah membuat kemajuan besar, dan beberapa telah mencapai kemajuan praktis. Misalnya, perusahaan Toshiba Jepang mengembangkan motor mikro terkecil di dunia dengan berat 40mg, kecepatan 60 ~ 1000r/ mnt, tegangan 1,7V, diameter hanya 0,8mm, seperti Universitas Shanghai Jiao Tong juga mengembangkan motor mikro berdiameter 1mm. Diharapkan dengan berkembangnya dan penerapan teknologi nanofabrikasi, motor supermikro juga akan berkembang pesat, sehingga memiliki lebih banyak bidang penerapan.
3.6 Motor Molekuler
Muncul dengan pengembangan MEMS, sistem kelistrikan nano (na2noelectromechanicalsystems, NEMS), ukuran fitur mungkin dari beberapa ratus hingga beberapa nanometer, beberapa di antaranya memiliki potensi aplikasi penting dalam bidang biomedis. RickyK. Segera dkk. dari Cornell University di Amerika Serikat mengintegrasikan motor biomolekuler tunggal dengan sistem anorganik berskala nano untuk membentuk perangkat nanomekanis hibrida yang digerakkan oleh motor molekuler. Dengan menghidrolisis ATP (adenosin trifosfat) dalam sistem aktif, motor biomolekuler (diameter kurang dari 8nm dan panjang 14nm) mampu menghasilkan torsi maksimum 80 hingga 100pN·nm, sesuai dengan ukuran dan konstanta mekanis struktur nanomekanis yang dapat diproduksi saat ini. Teknologi baru ini diharapkan dapat berperan dalam pembersihan pembuluh darah.
4 tren perkembangan motorik mikro
Setelah memasuki abad ke-21, pembangunan berkelanjutan ekonomi dunia menghadapi dua isu utama ———— energi dan perlindungan lingkungan, di satu sisi, kemajuan masyarakat manusia, masyarakat memiliki persyaratan yang semakin tinggi untuk kualitas hidup, dan kesadaran akan perlindungan lingkungan semakin kuat, karena motor mikro tidak hanya digunakan di perusahaan industri dan pertambangan, tetapi juga digunakan di industri komersial dan jasa, apalagi semakin banyak produk yang masuk ke dalam keluarga Dalam kehidupan, sehingga keselamatan motor secara langsung membahayakan keselamatan harta benda pribadi; Getaran, kebisingan dan interferensi elektromagnetik pada motor akan menjadi bahaya umum yang mencemari lingkungan. Efisiensi motor secara langsung berkaitan dengan konsumsi energi dan emisi gas berbahaya, sehingga persyaratan internasional untuk indikator teknis ini semakin ketat, telah menarik perhatian industri motor di dalam dan luar negeri, mulai dari struktur motor, proses, bahan, komponen elektronik, jalur kontrol dan desain elektromagnetik dan aspek lain dari penelitian konservasi energi, putaran produk baru motor mikro berdasarkan kinerja teknis yang sangat baik. desain, perbaikan struktur ventilasi dan bahan magnetik kehilangan rendah dan permeabilitas tinggi, bahan magnet permanen tanah jarang, teknologi pengurangan kebisingan dan getaran, teknologi elektronika daya, teknologi kontrol, teknologi pengurangan interferensi elektromagnetik dan penelitian aplikasi lainnya.
Dengan alasan mempercepat tren globalisasi ekonomi, negara-negara lebih memperhatikan dua isu utama yaitu penghematan energi dan perlindungan lingkungan, memperkuat pertukaran dan kerja sama teknis internasional, dan mempercepat laju inovasi teknologi, tren perkembangan teknologi motor mikro adalah: (1) mengadopsi teknologi tinggi dan baru dan berkembang ke arah elektronik; (2) Efisiensi tinggi, hemat energi dan pembangunan hijau; (3) Untuk keandalan yang tinggi, pengembangan kompatibilitas elektromagnetik; (4) Untuk kebisingan rendah, getaran rendah, biaya rendah, perkembangan harga; (5) Untuk pengembangan yang terspesialisasi, terdiversifikasi, dan cerdas.
Selain itu, motor mikro adalah modularisasi, kombinasi, arah mekatronik cerdas dan tanpa sikat, tanpa inti besi, arah magnetisasi permanen, terutama yang perlu diperhatikan adalah bahwa dengan penerapan motor mikro, perubahan lingkungan, prinsip elektromagnetik tradisional motor tidak dapat sepenuhnya dipenuhi. Dengan capaian baru pada disiplin ilmu terkait, termasuk prinsip baru dan material baru, pengembangan motor mikro khusus dengan prinsip non-elektromagnetik menjadi arah penting dalam pengembangan motorik.
