マイクロモーター とは、原理、構造、性能、機能などを指し、従来のモーターとは異なり、体積と出力の出力は非常に小さなモーターです。一般に、マイクロモーターの外径は130mm以下ではなく、電力は数百ミリワットと数百ワットの間です。砲兵制御、ミサイルガイダンス、航空機の自動パイロット、CNC工作機械、シャトルレレス織機制御、産業用ミシン制御、テレメトリとリモコン、オーディオおよびビデオ機器、自動機器、コンピューター周辺地域など、砲兵制御、ミサイルガイダンス、航空機の自動パイロット、CNC機械工具など、その制御システムで広く使用されています。
今日、実際のアプリケーションでは、マイクロモーターは、過去の単純な開始制御、電力を提供する目的、特に産業の自動化、オフィスオートメーション、ホームオートメーションで、その速度、位置、トルクなどを正確に制御することから開発されています。電子化は、マイクロモーターの開発における避けられない傾向です。
2マイクロモーターのアプリケーションフィールド(中空カップモーター)
最新のマイクロモーターテクノロジーは、モーター、コンピューター、制御理論、新しい材料など、多くの高および新しい技術を統合し、軍事および産業から日常生活に移行しています。したがって、マイクロモーターテクノロジーの開発は、柱産業とハイテク産業の開発ニーズに適応する必要があります。マイクロモーターは、主に次の側面で使用されます。
2.1家電製品用のマイクロスペシャルモーター
ユーザーの要件を継続的に満たし、情報年齢のニーズに適応するために、省エネ、快適さ、ネットワーキング、インテリジェンス、さらにはネットワークホームアプライアンス(情報ホームアプライアンス)を達成するために、家電製品の交換サイクルは非常に速く、高効率、低騒音、低価格、調整可能な速度、インテリジェンスの要件が非常に高速です。家電製品用のマイクロモーターは、エアコン、洗濯機、冷蔵庫、電子レンジ、電気ファン、掃除機、脱水機などを含むマイクロモーターの総数の8%を占めています。
4億5,000〜5億ユニット(セット)に対する世界の年間需要。このようなモーターパワーは大きくなく、多種多様です。家電製品用のマイクロモーターの開発動向は次のとおりです。 design設計を最適化し、製品の品質と効率を向上させます。 condument生産効率を改善するために、新しい構造と新しい技術を採用します。
2.2情報処理装置用のマイクロモーター
マイクロモーターを備えた情報処理機器は、情報入力、ストレージ、処理、出力、伝導、および通信機器を含むその他のリンクを含む29%を占めています。世界には年間15億(セット)、主に永久磁石DCモーター、ブラシレスDCモーター、ステッパーモーター、マイクロ同期モーターなどが必要です。マイクロコンピューター(PC)2000,2005の約1億台の年間出力は、マイクロモーター需要の主要なコンポーネントのサポートがますます高い要件について、2億台になると予想されます。これらのモーターのほとんどは、精密な永久マグネットブラシレスモーターと精密ステッパーモーターです。
それらの特性と開発の方向性は次のとおりです。
(1)高投資製品このタイプのモーターは、回転シャフトの速度とランアウトの安定性のための非常に高い要件を持っているため、このタイプのモーターは、一般的に大企業の国際開発と生産に集中しているハイテク、高投資製品の新興製造技術と新興のパワーエレクトロニクス技術の組み合わせです。
(2)情報製品の小型化と携帯性のニーズを満たすために、小型化と薄片化、小型化、およびそのサポートモーターのために薄片化された要件が提案されています。
(3)コンピューター周辺機器の貯蔵密度の継続的な改善により、サポートモーター速度は8000R/ minを超える必要があります。
2.3自動車用マイクロモーター
スタータージェネレーター、ワイパーモーター、エアコンと冷却ファン用のモーター、電気スピードメーター、ウィンドウリフター、ドアロックモーターなど、自動車用のマイクロモーターは13%を占めました。 2000年には、世界の自動車生産量は約5,400万人で、車両あたり平均15のモーターがあり、世界中で8億1,000万人が必要でした。
自動車マイクロモーターテクノロジー開発の焦点:
(1)高速、高速、高速磁気材料の選択、高効率冷却手段による高速、省エネ、コントローラーの効率を改善し、その他の手段を向上させるためのその他の手段を改善します。
(2)自動車のインテリジェントモーターとコントローラーを実現するためにインテリジェントで、車が最良の状態で走り、最小エネルギー消費を達成する。
2.4オーディオ機器用のマイクロモーター
マイクロモーターを備えたオーディオ機器は、レコードプレーヤー、レコーダー、VCD、DVDビデオディスクを含む18%を占めました。世界の需要は年間10億単位以上です。現在、国内生産は約60%を占めています。主に印刷された巻線モーター、巻きディスクモーターなどです。
2.5ビデオ機器用のマイクロモーター
マイクロモーターを備えたビデオ機器は、カメラ、カメラなどを含む7%を占めています。 350〜4億ユニット(セット)での世界の年間需要。そのようなモーターは正確であり、特にデジタルに入った後、製造と加工は困難です。モーターはより厳しい要件を提案しました。
2.6工業用電気駆動と制御用のマイクロモーター
この種のマイクロモーターは、CNC機械工場、マニピュレーター、ロボットなどを含む2%を占めています。この種のモーターには多くの品種があり、技術的な要件が高く、国内需要がより速いモーターのクラスです。
2.7特別な目的マイクロモーター
このタイプのモーターは、航空宇宙飛行、さまざまな航空機、自動武器と機器、医療機器など、約23%を占めています。このようなモーターは、主に一般的な電磁原理とは異なる原理、構造、動作モード、主に低速同期モーター、ハーモニックモーター、限られた角度モーター、超音波モーター、マイクロ波モーター、電子濃縮モーター、電気モーター、静電モーターなどを含むモーター、マイクロ波モーターなど、特別なモーター、マイクロ波モーター、マイクロ波モーター、マイクロウェイブモーター、マイクロウェイブモーター、キャポラブモーター、電気モーターなどを含む、主に特別なモーターまたは新しいモーターです。原則、構造、動作のモーター。これらのモーターの出現と開発は、電子技術と制御技術の開発と密接に関連しています。
3マイクロモーター新製品テクノロジー
科学技術の継続的な進歩と実用的なアプリケーションの新しい要件により、従来の電磁モーターとは異なるさまざまなマイクロスペシャルモーターがあります。彼らは、新しいデザインの概念、方法、構造、原則を採用しています。
3.1永久マグネットブラシレスモーター
ブラシレスモーターは、情報、家電製品、オーディオとビデオ、輸送などの分野に適用されているマイクロモーターの開発方向です。恒久的な磁石材料とパワーエレクトロニクス技術の急速な発展により、パフォーマンスは改善され続け、価格は引き続き低下し、ブラシレスモーターがさらに発展し、一般的な非同期モーターと比較して需要がますます大きくなります。
ブラシレスモーターのコスト価格は非同期モーターのコスト価格よりも高くなりますが、エネルギー節約の観点からは、少量の電力消費、高効率、運用コストの削減により、ブラシレスモーターの人気は時代の傾向になります。世界の大手企業は、ブラシレスモーターの分野で激しい競争を開始しました。したがって、コンポーネントと材料のパフォーマンスの改善により、ブラシレスモーターのパフォーマンスも大幅に改善され、技術開発の速度競争がより顕著になります。
3.2超音波モーター
超音波モーター(超音波動物、超音波モーター、略語USM)は、圧電材料の逆圧電効果の使用であるため、超音波周波数帯域の弾性体(ステーター)が微小な機械的バイブレーション(20KHZを超える頻度)を介して微小な機械的バイブレーションを生成します。ローター(または可動)マクロ一方向回転(または線形運動)へのステーターの顕微鏡振動。速度とトルクが電磁効果によって得られるという伝統的なモーターの概念を破り、マイクロモーターテクノロジーの開発におけるもう1つの顕著な新しい技術です。
従来のモーターと比較して、超音波モーターには一連の利点があります。(1)単純な構造には、2つの基本的なコンポーネントで構成されています。振動部と可動部品。 (2)単位体積トルクは大きく、これは同じ体積の従来のモーターの10倍です。 (3)低速性能は良好で、速度はゼロに調整でき、低速で大きなトルクを直接出力できます。 (4)大きなブレーキトルク、追加のブレーキは必要ありません。 (5)小さな機械的時代定数、良好な高速性能。 (6)磁場と電界、電磁干渉、電磁ノイズはありません。
現在、日本などの一部の外国の多くの企業が商業的な実用化を取得しています。カノン、パナソニック、日立、その他の企業の超音波モーターの新製品は、高度なカメラ、カムコーダー、光学器具で使用されています。超音波運動技術の開発方向は、効率をさらに向上させることです。
超音波モーターは、新しい原理と構造を採用し、磁石とコイルを必要としませんが、圧電材料と超音波振動の逆圧電効果を使用して、運動と力(モーメント)を直接得るために使用します。これまでの電磁効果によって速度とトルクが得られるというモーターの概念を破り、現在の世界科学の最前線にあるハイテク技術です。超音波のため、モーターには電磁モーターにはない多くの特性がありますが、その発明と発達は歴史の20年に過ぎませんが、航空宇宙、ロボット工学、自動車、精密位置決め、医療機器、マイクロ機械などのフィールドが正常に適用されています。
3.3高速動的圧力ベアリングモーター
高効率、高密度、微小薄型の方向に情報製品が開発されているため、精密な永久マグネットブラシレスモーターをサポートする速度は最大8000〜50000R/ minです。高速モーターのベアリングは、伝統的なプレーンベアリングを動的圧力ベアリングに置き換えて、高速によって引き起こされる多くの技術的問題を克服します。ボールベアリングや平易なベアリングと比較して、動的圧力ベアリングには多くの利点があります。不規則なシャフトのスイングを阻害し、耐衝撃性、長寿命、低ノイズなどを改善することができます。
動的圧力ベアリングモーターには2種類の流体と空気があり、一般的な速度は流体の動的圧力ベアリングで低く、空気の動的圧力ベアリングを備えた高速です。さらに解決すべき技術的な問題はまだいくつかありますが、高速動的圧力ベアリングモーターの開発方向が一般的に確認されています。
3.4線形モーター
自動制御技術の急速な開発により、さまざまな自動制御システムの位置決め精度要件がますます高くなり、従来の回転モーターと線形モーションデバイスで構成される一連の変換メカニズムが精度要件を満たすことができません。線形モーターの適用フィールドも広く、デバイスの線形運動が必要な場合、直接駆動線形モーターの使用は回転モーターよりも優れています。モーション変換メカニズムが省略されているため、制御精度を改善できます。
3.5スーパーミクロモーター
マイクロモーターテクノロジーは、過去20年間に開発されたマイクロエレクトロメカニカルシステムテクノロジー(MEMS)の新しいハイテク分野であり、半導体材料シリコンに基づくマイクロマシニングテクノロジーが特徴で、ミリメーターからミクロンまでのサイズの範囲のエネルギー変換と透過機能を備えたデバイスを製造するために使用されます。 MEMSテクノロジーの出現により、従来の機械製造技術に革新的な飛躍がありました。
超質顕微運動型は、超大磁気球体トルク、高変換効率、長寿命よりも大きく、エンドスコープ、マイクロロボットなどの多くのフィールドに適用されているため、超顕微鏡の静電原理と電磁超微小顕微鏡を持っています。現在、米国、日本、ロシア、ドイツ、その他の国は、この技術の研究と応用を実施するために多くの人材、材料、財源を投資しており、大きな進歩を遂げており、一部は実用的に達しています。たとえば、日本の東芝会社は40mg、速度60〜1000R/分、電圧1.7V、世界最小のマイクロモーターでわずか0.8mmの直径の重量を開発しました。ナノファブリケーションテクノロジーの開発と応用により、スーパーマイクロモーターも大いに開発され、より多くのアプリケーションフィールドがあることが予想されます。
3.6分子モーター
MEMS、Nano Electrical System(Na2Noelectromechancilystystems、NEMS)の開発とともに登場すると、機能サイズは数百から数ナノメートルであり、その一部は生物医学分野で重要な潜在的アプリケーションを持っています。リッキーック。 Sooong et al。米国のコーネル大学から、単一の生体分子モーターとナノスケールの無機システムを統合して、分子モーターによって駆動されるハイブリッドナノメカニカルデバイスを形成しました。活性システムでATP(アデノシン三リン酸)を加水分解することにより、生体分子(直径8nm未満、長さ14nm未満)モーターは、80〜100pn・nmの最大トルクを生成することができます。この新しい技術は、血管洗浄に役割を果たすことが期待されています。
4マイクロモーター開発動向
21世紀に入った後、世界経済の持続可能な開発は、2つの重要な問題に直面しています。——-エネルギーと環境保護、人間社会の進歩、人々は生活の質のためにより高い要件を持ち、環境保護の認識がより強くなり、マイクロモーターは産業と採掘の直接的な産業で使用されるため、マイクロモーターは産業に使用されるだけでなく、特に産業の採掘で使用されているため、個人的な財産の安全性を危険にさらします。モーターの振動、ノイズ、電磁干渉は、環境を汚染する公共の危険になります。モーターの効率はエネルギー消費と有害なガス排出に直接関係しているため、これらの技術指標の国際的要件はますます厳しくなり、自宅と海外のモーター産業の注目を集めています。モーター構造、プロセス、材料、電子コンポーネント、コントロールライン、電磁設計、およびエネルギー保護研究のその他の側面、その他のエネルギー運動研究のマイクロモーターの新しいラウンドの新しいラウンドの新しいラウンドの新しいラウンドの新しいラウンドの新しいラウンドの新しいラウンドの新しいラウンドの新しいラウンドの新しいラウンドです。貯蓄と環境保護、および新しいモータースタンピング、巻線設計、換気構造の改善と低透過性磁性材料、希土類永久磁石材料、騒音および振動還元技術、パワーエレクトロニクス技術、制御技術、電磁干渉技術、その他のアプリケーション研究など、関連する技術の進歩を促進します。
経済グローバル化の傾向を加速するという前提の下で、国々は省エネと環境保護の2つの主要な問題にもっと注意を払い、国際的な技術交流と協力を強化し、技術革新のペースを加速します。マイクロモーターテクノロジーの開発動向は次のとおりです。 (2)高効率、省エネ、グリーン開発。 (3)高い信頼性、電磁互換性の開発。 (4)低ノイズ、低振動、低コスト、価格開発へ。 (5)専門的で多様化した、インテリジェントな開発へ。
さらに、マイクロモーターは、モジュール化、組み合わせ、インテリジェントメカトロニクスの方向とブラシレス、鉄のコア、永久磁化方向ではありません。特に注目に値するのは、マイクロモーターの適用により、環境の変化、モーターの従来の電磁原理が完全に満たされないことです。新しい原則や新しい材料を含む関連分野の新しい成果により、非電磁原理を持つマイクロスペシャルモーターの開発は、運動発達の重要な方向になりました。