Motor mikro merujuk kepada prinsip, struktur, prestasi, fungsi dan sebagainya adalah berbeza daripada motor konvensional, dan isipadu dan kuasa keluaran adalah motor yang sangat kecil. Secara umum, diameter luar motor mikro tidak lebih daripada 130mm, dan kuasa adalah antara ratusan miliwatts dan ratusan watt. Ia telah digunakan secara meluas dalam peralatan moden ketenteraan dan awam dan sistem kawalannya, seperti kawalan artileri, panduan peluru berpandu, pandu automatik pesawat, alat mesin CNC, kawalan alat tenun shuttleless, kawalan mesin jahit industri, telemetri dan alat kawalan jauh, peralatan audio dan video, instrumen automatik dan peranti komputer, dan lain-lain, semuanya menggunakan sejumlah besar motor mikro.
Hari ini, dalam aplikasi praktikal, motor mikro telah dibangunkan dari kawalan permulaan mudah yang lalu, tujuan menyediakan kuasa, kepada kawalan tepat kelajuan, kedudukan, torknya, dan lain-lain, terutamanya dalam automasi industri, automasi pejabat dan automasi rumah, hampir semua menggunakan teknologi motor, teknologi mikroelektronik dan teknologi elektronik kuasa gabungan produk mekatronik. Elektronisasi adalah trend yang tidak dapat dielakkan dalam pembangunan motor mikro.
2 Bidang aplikasi motor mikro（motor cawan berongga )
Teknologi motor mikro moden mengintegrasikan beberapa teknologi tinggi dan baharu seperti motor, komputer, teori kawalan, dan bahan baharu, dan beralih daripada ketenteraan dan perindustrian kepada kehidupan seharian. Oleh itu, pembangunan teknologi motor mikro harus disesuaikan dengan keperluan pembangunan industri tiang dan industri berteknologi tinggi. Motor mikro digunakan terutamanya dalam aspek berikut:
2.1 Motor khas mikro untuk peralatan rumah
Untuk terus memenuhi keperluan pengguna dan menyesuaikan diri dengan keperluan zaman maklumat, untuk mencapai penjimatan tenaga, keselesaan, rangkaian, kecerdasan, dan juga rangkaian peralatan rumah (perkakas rumah maklumat), kitaran penggantian peralatan rumah adalah sangat pantas, dan keperluan kecekapan tinggi, bunyi rendah, getaran rendah, harga rendah, kelajuan boleh laras dan kecerdasan dikemukakan untuk motor sokongan. Motor mikro untuk perkakas rumah menyumbang 8% daripada jumlah keseluruhan motor mikro: termasuk penghawa dingin, mesin basuh, peti sejuk, ketuhar gelombang mikro, kipas elektrik, pembersih vakum, mesin penyahair, dsb.
Permintaan tahunan dunia untuk 450 hingga 500 juta unit (set), kuasa motor sedemikian tidak besar, tetapi pelbagai jenis. Trend pembangunan motor mikro untuk peralatan rumah ialah: ① motor tanpa berus magnet kekal secara beransur-ansur akan menggantikan motor tak segerak fasa tunggal; ② Optimumkan reka bentuk, meningkatkan kualiti dan kecekapan produk; ③ Mengguna pakai struktur baharu dan teknologi baharu untuk meningkatkan kecekapan pengeluaran.
2.2 Motor mikro untuk peralatan pemprosesan maklumat
Peralatan pemprosesan maklumat dengan motor mikro menyumbang 29%: termasuk input maklumat, penyimpanan, pemprosesan, output, pengaliran dan pautan lain, termasuk peralatan komunikasi. Dunia memerlukan 1.5 bilion (set) setahun, terutamanya motor DC magnet kekal, motor DC tanpa berus, motor stepper, motor segerak mikro dan sebagainya. Komputer mikro (PC) keluaran tahunan kira-kira 100 juta unit pada tahun 2000,2005 dijangka menjadi 200 juta unit, untuk komponen utama sokongan permintaan motor mikro, keperluan yang semakin tinggi. Kebanyakan motor ini adalah motor tanpa berus magnet kekal ketepatan dan motor stepper ketepatan.
Ciri-ciri dan hala tuju pembangunan mereka ialah:
(1) Produk pelaburan tinggi Motor jenis ini mempunyai keperluan yang sangat tinggi untuk kestabilan kelajuan dan kehabisan aci berputar, jadi motor jenis ini adalah gabungan teknologi pembuatan termaju dan teknologi elektronik kuasa baru muncul berteknologi tinggi, produk pelaburan tinggi, umumnya tertumpu dalam pembangunan antarabangsa dan pengeluaran syarikat besar.
(2) Pengecilan dan pengelupasan Untuk memenuhi keperluan pengecilan dan kemudahalihan produk maklumat, keperluan pengecilan dan mengelupas dikemukakan untuk motor sokongan mereka.
(3) Kelajuan tinggi Dengan peningkatan berterusan ketumpatan storan peranti komputer, kelajuan motor sokongan perlu melebihi 8000r/min.
2.3 Motor mikro untuk kereta
Motor mikro untuk kereta menyumbang 13%, termasuk penjana penghidup, motor pengelap, motor untuk penyaman udara dan kipas penyejuk, meter kelajuan elektrik, pengangkat tingkap dan motor kunci pintu. Pada tahun 2000, pengeluaran kereta dunia adalah kira-kira 54 juta, dengan purata 15 motor setiap kenderaan, dan 810 juta diperlukan di seluruh dunia.
Fokus pembangunan teknologi motor mikro automotif:
(1) Kecekapan tinggi, daya tinggi, penjimatan tenaga melalui pemilihan bahan magnetik berkelajuan tinggi, berprestasi tinggi, cara penyejukan kecekapan tinggi dan meningkatkan kecekapan pengawal dan langkah-langkah lain untuk meningkatkan kecekapan operasinya.
(2) Pintar untuk mencapai motor pintar dan pengawal kereta, supaya kereta berjalan dalam keadaan terbaik, untuk mencapai penggunaan tenaga minimum.
2.4 Motor mikro untuk peralatan audio
Peralatan audio dengan motor mikro menyumbang 18%, termasuk pemain rekod, perakam, cakera video VCD dan DVD. Permintaan seluruh dunia adalah lebih daripada 1 bilion unit setahun. Pada masa ini, pengeluaran domestik telah menyumbang kira-kira 60%, terutamanya motor penggulungan bercetak, motor cakera penggulungan dan sebagainya.
2.5 Motor mikro untuk peralatan video
Peralatan video dengan motor mikro menyumbang 7%, termasuk kamera, kamera dan sebagainya. Permintaan tahunan dunia dalam 350 hingga 400 juta unit (set), motor tersebut adalah ketepatan, pembuatan dan pemprosesan adalah sukar, terutamanya selepas memasuki digital, motor mengemukakan keperluan yang lebih menuntut.
2.6 Motor mikro untuk pemacu dan kawalan elektrik industri
Motor mikro jenis ini menyumbang 2%, termasuk alatan mesin CNC, manipulator, robot, dll. Terutamanya untuk motor servo AC, motor stepper kuasa, motor DC kelajuan lebar, motor tanpa berus AC dan sebagainya. Motor jenis ini mempunyai pelbagai jenis, keperluan teknikal yang tinggi, dan merupakan kelas motor dengan permintaan domestik yang lebih pantas.
2.7 Motor mikro tujuan khas
Motor jenis ini menyumbang kira-kira 23%, termasuk penerbangan aeroangkasa, pelbagai pesawat, senjata dan peralatan automatik, peralatan perubatan dan sebagainya. Motor tersebut kebanyakannya adalah motor khas atau motor baru, termasuk motor yang berbeza daripada prinsip elektromagnet am pada prinsipnya, struktur dan mod operasi, terutamanya motor segerak berkelajuan rendah, motor harmonik, motor Sudut terhad, motor ultrasonik, motor gelombang mikro, motor kapasitif, motor elektrostatik, dan lain-lain. Antaranya, motor ultrasonik, motor gelombang mikro, operasi motor am dan elektrostatik berbeza yang berbeza daripada motor motor am dan elektrostatik khas. Kemunculan dan perkembangan motor ini berkait rapat dengan perkembangan teknologi elektronik dan teknologi kawalan.
3 Teknologi produk baharu motor mikro
Dengan kemajuan berterusan sains dan teknologi serta keperluan baharu bagi aplikasi praktikal, terdapat pelbagai motor khas mikro yang berbeza daripada motor elektromagnet tradisional. Mereka mengguna pakai konsep, kaedah, struktur dan prinsip reka bentuk novel.
3.1 Motor tanpa berus magnet kekal
Motor tanpa berus adalah arah pembangunan motor mikro, yang telah digunakan dalam bidang maklumat, peralatan rumah, audio dan video, pengangkutan dan sebagainya. Dengan perkembangan pesat bahan magnet kekal dan teknologi elektronik kuasa, prestasi terus bertambah baik, harga terus menurun, motor tanpa berus akan terus dibangunkan, permintaan akan semakin besar, berbanding dengan motor tak segerak umum, penggunaan kuasa motor tanpa berus baru berkurangan sebanyak 30% ~ 35%, untuk memenuhi keperluan kecekapan tinggi, penjimatan tenaga, kecil, ringan.
Walaupun harga kos motor tanpa berus lebih tinggi daripada motor tak segerak, disebabkan penggunaan kuasa yang kecil, kecekapan tinggi dan kos operasi yang berkurangan, dari sudut penjimatan tenaga, populariti motor tanpa berus pasti menjadi trend The Times. Syarikat-syarikat utama dunia telah melancarkan persaingan sengit dalam bidang motor tanpa berus. Oleh itu, dengan peningkatan prestasi komponen dan bahan, prestasi motor tanpa berus juga akan bertambah baik, dan persaingan kelajuan pembangunan teknologi akan menjadi lebih menonjol.
3.2 Motor ultrasonik
motor ultrasonik (motor ultrasonik, motor ultrasonik, Singkatan USM) ialah penggunaan kesan piezoelektrik songsang bahan piezoelektrik, supaya badan elastik (pemegun) dalam jalur frekuensi ultrasonik untuk menghasilkan getaran mekanikal mikroskopik (frekuensi getaran melebihi 20kHz), melalui geseran antara pemegun dan pemutar (atau boleh alih) mikroskopik pemutar-pemegun tunggal putaran (atau gerakan linear). Ia memecahkan konsep motor tradisional bahawa kelajuan dan tork diperolehi oleh kesan elektromagnet, dan merupakan satu lagi teknologi baharu yang luar biasa dalam pembangunan teknologi motor mikro.
Berbanding dengan motor tradisional, motor ultrasonik mempunyai beberapa kelebihan: (1) struktur mudah, ia terdiri daripada dua komponen asas: bahagian getaran dan bahagian bergerak; (2) tork isipadu unit adalah besar, iaitu 10 kali ganda daripada motor tradisional dengan isipadu yang sama; (3) Prestasi kelajuan rendah adalah baik, kelajuan boleh dilaraskan kepada sifar, boleh terus mengeluarkan tork besar pada kelajuan rendah; (4) Tork brek yang besar, tiada brek tambahan diperlukan; (5) Pemalar masa mekanikal kecil, prestasi pantas yang baik; (6) Tiada medan magnet dan elektrik, tiada gangguan elektromagnet dan bunyi elektromagnet.
Pada masa ini, banyak syarikat di beberapa negara asing seperti Jepun telah memperoleh aplikasi praktikal komersial. Produk baru motor ultrasonik dari Canon, Panasonic, Hitachi dan syarikat lain telah digunakan dalam kamera canggih, kamkoder dan instrumen optik. Arah pembangunan teknologi motor ultrasonik adalah untuk meningkatkan lagi kecekapan.
Motor ultrasonik mengamalkan prinsip dan struktur baharu, tidak memerlukan magnet dan gegelung, tetapi menggunakan kesan piezoelektrik songsang bahan piezoelektrik dan getaran ultrasonik untuk mendapatkan gerakan dan daya (momen) secara langsung. Ia memecahkan konsep motor bahawa kelajuan dan tork diperolehi oleh kesan elektromagnet setakat ini, dan merupakan teknologi berteknologi tinggi di barisan hadapan sains dunia semasa. Disebabkan oleh ultrasound, motor mempunyai banyak ciri yang tidak dimiliki oleh motor elektromagnet, walaupun penciptaan dan pembangunannya hanya 20 tahun sejarah, tetapi dalam aeroangkasa, robotik, kereta, kedudukan ketepatan, peralatan perubatan, jentera mikro dan bidang lain telah berjaya digunakan.
3.3 Motor galas tekanan dinamik berkelajuan tinggi
Dengan pembangunan produk maklumat ke arah kecekapan tinggi, ketumpatan tinggi dan nipis mikro, motor tanpa berus magnet kekal berketepatan menyokongnya mempunyai kelajuan sehingga 8000 ~ 50000r/ min. Galas motor berkelajuan tinggi juga akan menggantikan galas biasa tradisional dengan galas tekanan dinamik untuk mengatasi banyak masalah teknikal yang disebabkan oleh kelajuan tinggi. Berbanding dengan galas bebola dan galas biasa, galas tekanan dinamik mempunyai banyak kelebihan. Ia boleh menghalang hayunan aci yang tidak teratur, meningkatkan rintangan hentaman, jangka hayat, bunyi yang rendah dan sebagainya.
Motor galas tekanan dinamik mempunyai dua jenis cecair dan udara, kelajuan umum adalah rendah dengan galas tekanan dinamik cecair, kelajuan tinggi dengan galas tekanan dinamik udara. Walaupun masih terdapat beberapa masalah teknikal yang perlu diselesaikan dengan lebih lanjut, arah pembangunan motor galas tekanan dinamik berkelajuan tinggi secara amnya telah disahkan.
3.4 Motor Linear
Dengan perkembangan pesat teknologi kawalan automatik, keperluan ketepatan kedudukan pelbagai sistem kawalan automatik semakin tinggi dan lebih tinggi, dan motor berputar tradisional ditambah dengan satu set mekanisme transformasi yang terdiri daripada peranti gerakan linear tidak dapat memenuhi keperluan ketepatan, pemacu linear langsung adalah salah satu kandungan penyelidikan teknologi pemacu servo moden, motor linear adalah salah satu teknologi utama. Bidang aplikasi motor linear juga luas, dalam keperluan untuk gerakan linear peranti, penggunaan motor linear pemacu langsung akan lebih baik daripada motor berputar. Ketepatan kawalan boleh dipertingkatkan kerana mekanisme transformasi gerakan diabaikan.
3.5 Motor supermikro
Teknologi motor mikro ialah bidang teknologi tinggi teknologi sistem mikro-elektromekanikal (MEMS) baharu yang dibangunkan sejak 20 tahun lalu, yang dicirikan oleh teknologi pemesinan mikro berasaskan silikon bahan semikonduktor, digunakan untuk mengeluarkan peranti dengan penukaran tenaga dan fungsi penghantaran dalam julat saiz dari milimeter ke mikron. Kemunculan teknologi MEMS telah membuat lonjakan revolusioner dalam teknologi pembuatan mekanikal tradisional.
Ultramicromotor mempunyai prinsip elektrostatik ultramikromotor dan ultramikromotor elektromagnet, kerana ultramikromotor elektromagnet lebih besar daripada tork ultramikromotor elektrostatik, kecekapan penukaran yang tinggi, jangka hayat yang panjang, ia telah digunakan dalam banyak bidang seperti endoskopi, microrobots dan sebagainya. Pada masa ini, Amerika Syarikat, Jepun, Rusia, Jerman dan negara-negara lain telah melabur banyak tenaga kerja, bahan dan sumber kewangan untuk menjalankan penyelidikan dan aplikasi teknologi ini, dan telah mencapai kemajuan yang besar, dan ada yang mencapai praktikal. Sebagai contoh, syarikat Toshiba Jepun membangunkan berat 40mg, kelajuan 60 ~ 1000r/ min, voltan 1.7V, diameter hanya 0.8mm dalam motor mikro terkecil di dunia, seperti Universiti Shanghai Jiao Tong juga membangunkan diameter motor mikro 1mm. Ia boleh dijangka bahawa dengan pembangunan dan aplikasi teknologi nanofabrikasi, motor supermikro juga akan dibangunkan dengan hebat, supaya mereka mempunyai lebih banyak bidang aplikasi.
3.6 Motor Molekul
Muncul dengan pembangunan MEMS, sistem elektrik nano (na2noelectromechanicalsystems, NEMS), saiz ciri mungkin dari beberapa ratus hingga beberapa nanometer, beberapa daripadanya mempunyai potensi aplikasi penting dalam bidang bioperubatan. RickyK. Soong et al. dari Universiti Cornell di Amerika Syarikat menyepadukan motor biomolekul tunggal dengan sistem bukan organik skala nano untuk membentuk peranti nanomekanikal hibrid yang digerakkan oleh motor molekul. Dengan menghidrolisiskan ATP(adenosina trifosfat) dalam sistem aktif, motor biomolekul (kurang daripada 8nm diameter dan 14nm panjang) mampu menjana tork maksimum 80 hingga 100pN·nm, serasi dengan saiz dan pemalar mekanikal struktur nanomekanikal yang boleh dihasilkan hari ini. Teknologi baru ini dijangka memainkan peranan dalam pembersihan saluran darah.
4 trend perkembangan motor mikro
Selepas memasuki abad ke-21, pembangunan ekonomi dunia yang mampan menghadapi dua isu utama ———— tenaga dan perlindungan alam sekitar, di satu pihak, kemajuan masyarakat manusia, orang ramai mempunyai keperluan yang lebih tinggi dan lebih tinggi untuk kualiti hidup, dan kesedaran perlindungan alam sekitar menjadi lebih kuat dan lebih kuat, kerana motor mikro bukan sahaja digunakan dalam perusahaan perindustrian dan perlombongan, tetapi juga digunakan secara langsung dalam industri dan produk secara langsung, terutamanya dalam industri dan industri, terutamanya dalam industri dan industri. membahayakan keselamatan harta peribadi; Getaran, bunyi bising dan gangguan elektromagnet motor akan menjadi bahaya awam untuk mencemarkan alam sekitar. Kecekapan motor secara langsung berkaitan dengan penggunaan tenaga dan pelepasan gas berbahaya, jadi keperluan antarabangsa untuk penunjuk teknikal ini semakin ketat, telah menarik perhatian industri motor di rumah dan di luar negara, dari struktur motor, proses, bahan, komponen elektronik, talian kawalan dan reka bentuk elektromagnet dan aspek lain penyelidikan pemuliharaan tenaga, motor mikro pusingan baru produk berdasarkan prestasi teknikal yang sangat baik dan keselamatan alam sekitar akan dilaksanakan di sisi lain, untuk tujuan keselamatan antarabangsa dan keselamatan yang relevan, menggalakkan kemajuan teknologi yang berkaitan, seperti pengecapan motor baharu, reka bentuk penggulungan, penambahbaikan struktur pengudaraan dan kehilangan rendah dan bahan magnet kebolehtelapan tinggi, bahan magnet kekal nadir bumi, teknologi pengurangan hingar dan getaran, teknologi elektronik kuasa, teknologi kawalan, mengurangkan teknologi gangguan elektromagnet dan penyelidikan aplikasi lain.
Di bawah premis mempercepatkan trend globalisasi ekonomi, negara memberi lebih perhatian kepada dua isu utama penjimatan tenaga dan perlindungan alam sekitar, mengukuhkan pertukaran teknikal antarabangsa dan kerjasama, dan mempercepatkan rentak inovasi teknologi, trend pembangunan teknologi motor mikro ialah: (1) mengguna pakai teknologi tinggi dan baharu dan membangun ke arah elektronik; (2) Kecekapan tinggi, penjimatan tenaga dan pembangunan hijau; (3) Untuk kebolehpercayaan yang tinggi, pembangunan keserasian elektromagnet; (4) Kepada bunyi rendah, getaran rendah, kos rendah, pembangunan harga; (5) Untuk pembangunan khusus, pelbagai, pintar.
Di samping itu, motor mikro adalah modularisasi, gabungan, arah mekatronik pintar dan tanpa berus, tiada teras besi, arah magnetisasi kekal, terutamanya yang perlu diberi perhatian ialah dengan penggunaan motor mikro, perubahan persekitaran, prinsip elektromagnet tradisional motor tidak dapat dipenuhi sepenuhnya. Dengan pencapaian baharu disiplin berkaitan, termasuk prinsip baharu dan bahan baharu, pembangunan motor khas mikro dengan prinsip bukan elektromagnet telah menjadi hala tuju penting pembangunan motor.
