Mikromotor refererer til prinsippet, strukturen, ytelsen, funksjonen og så videre er forskjellig fra den konvensjonelle motoren, og volumet og utgangseffekten er veldig liten motor. Generelt er den ytre diameteren til mikromotoren ikke større enn 130 mm, og effekten er mellom hundrevis av milliwatt og hundrevis av watt. Den har blitt mye brukt i militært og sivilt moderne utstyr og dets kontrollsystem, som artillerikontroll, missilføring, automatisk pilotering av fly, CNC-maskinverktøy, skyttelløs vevstolkontroll, industriell symaskinkontroll, telemetri og fjernkontroll, lyd- og videoutstyr, automatiske instrumenter og periferiutstyr til datamaskiner, etc., som alle bruker et stort antall mikromotorer.
I dag, i praktiske applikasjoner, har mikromotorer blitt utviklet fra tidligere enkel startkontroll, hensikten med å gi kraft, til den nøyaktige kontrollen av hastigheten, posisjonen, dreiemomentet, etc., spesielt innen industriell automasjon, kontorautomatisering og hjemmeautomatisering, nesten alle bruker motorteknologi, mikroelektronikkteknologi og kraftelektronikkteknologi kombinert mekatronikkprodukter. Elektronisering er en uunngåelig trend i utviklingen av mikromotorer.
2 Bruksområde for mikromotor（hulkoppmotor )
Moderne mikromotorteknologi integrerer en rekke høye og nye teknologier som motorer, datamaskiner, kontrollteori og nye materialer, og beveger seg fra militært og industrielt til dagliglivet. Derfor bør utviklingen av mikromotorteknologi tilpasses utviklingsbehovene til søyleindustrier og høyteknologiske industrier. Mikromotor brukes hovedsakelig i følgende aspekter:
2.1 Mikro spesialmotorer for hvitevarer
For kontinuerlig å møte brukerkrav og tilpasse seg behovene i informasjonsalderen, for å oppnå energisparing, komfort, nettverk, intelligens og til og med nettverksapparater (informasjonsapparater), er utskiftingssyklusen til husholdningsapparater veldig rask, og kravene til høy effektivitet, lav støy, lav vibrasjon, lav pris, justerbar hastighet og intelligens er fremmet for støttemotoren. Mikromotorer for husholdningsapparater står for 8 % av det totale antallet mikromotorer: inkludert klimaanlegg, vaskemaskiner, kjøleskap, mikrobølgeovner, elektriske vifter, støvsugere, avvanningsmaskiner, etc.
Verdens årlige etterspørsel etter 450 til 500 millioner enheter (sett), slik motorkraft er ikke stor, men et bredt utvalg. Utviklingstrendene for mikromotorer for husholdningsapparater er: ① børsteløse permanentmagneter vil gradvis erstatte enfasede asynkronmotorer; ② Optimalisere design, forbedre produktkvalitet og effektivitet; ③ Vedta ny struktur og ny teknologi for å forbedre produksjonseffektiviteten.
2.2 Mikromotor for informasjonsbehandlingsutstyr
Informasjonsbehandlingsutstyr med mikromotorer utgjorde 29 %: inkludert informasjonsinngang, lagring, prosessering, utgang, ledning og andre koblinger, inkludert kommunikasjonsutstyr. Verden trenger 1,5 milliarder (sett) per år, hovedsakelig permanentmagnet DC-motorer, børsteløse DC-motorer, trinnmotorer, mikrosynkronmotorer og så videre. Microcomputer (PC) årlig produksjon på rundt 100 millioner enheter i 2000, 2005 forventes å være 200 millioner enheter, for sine støtte nøkkelkomponenter i mikro-motor etterspørsel, stadig høyere krav. De fleste av disse motorene er presisjons permanentmagnet børsteløse motorer og presisjonstrinnmotorer.
Deres egenskaper og utviklingsretninger er:
(1) Høyinvesteringsprodukter Denne motortypen har svært høye krav til stabiliteten til hastigheten og utløpet av den roterende akselen, så denne typen motor er en kombinasjon av avansert produksjonsteknologi og fremvoksende kraftelektronikkteknologi av høyteknologiske, høyinvesteringsprodukter, generelt konsentrert i internasjonal utvikling og produksjon av store selskaper.
(2) Miniatyrisering og flakete For å imøtekomme behovene for miniatyrisering og portabilitet av informasjonsprodukter, er det fremsatt miniatyrisering og flakekrav for deres støttemotorer.
(3) Høy hastighet Med den kontinuerlige forbedringen av lagringstettheten til periferiutstyr til datamaskiner, kreves det at støttemotorhastigheten skal være over 8000r/min.
2.3 Mikromotor for bil
Mikromotorer for biler utgjorde 13 %, inkludert startgeneratorer, vindusviskermotorer, motorer for klimaanlegg og kjølevifter, elektriske hastighetsmålere, vindusløftere og dørlåsmotorer. I 2000 var verdens bilproduksjon rundt 54 millioner, med et gjennomsnitt på 15 motorer per kjøretøy, og 810 millioner var nødvendig på verdensbasis.
Fokus for utvikling av mikromotorteknologi for biler:
(1) Høy effektivitet, høy kraft, energisparing gjennom høyhastighets, høyytelses magnetisk materialvalg, høyeffektive kjølemidler og forbedre effektiviteten til kontrolleren og andre tiltak for å forbedre driftseffektiviteten.
(2) Intelligent for å oppnå intelligent motor og kontroller for bilen, slik at bilen kjører i best mulig tilstand, for å oppnå minimum energiforbruk.
2.4 Mikromotor for lydutstyr
Lydutstyr med mikromotorer utgjorde 18 %, inkludert platespillere, opptakere, VCD- og DVD-videoplater. Den globale etterspørselen er mer enn 1 milliard enheter per år. For tiden har den innenlandske produksjonen utgjort rundt 60%, hovedsakelig trykt viklingsmotor, viklingsskivemotor og så videre.
2,5 Mikromotor for videoutstyr
Videoutstyr med mikromotorer utgjorde 7 %, inkludert kameraer, kameraer og så videre. Verdens årlige etterspørsel i 350 til 400 millioner enheter (sett), slike motorer er presisjon, produksjon og prosessering er vanskelig, spesielt etter å ha gått inn i den digitale, fremsatte motoren mer krevende krav.
2.6 Mikromotor for industriell elektrisk drift og kontroll
Denne typen mikromotorer utgjør 2 %, inkludert CNC-maskinverktøy, manipulatorer, roboter, etc. Hovedsakelig for AC-servomotorer, krafttrinnmotorer, likestrømsmotorer med bred hastighet, børsteløs AC-motor og så videre. Denne typen motor har mange varianter, høye tekniske krav, og er en motorklasse med raskere innenlandsk etterspørsel.
2.7 Spesiell mikromotor
Denne typen motor utgjør omtrent 23 %, inkludert romfartsflyvninger, ulike fly, automatiserte våpen og utstyr, medisinsk utstyr og så videre. Slike motorer er for det meste spesialmotorer eller nye motorer, inkludert motorer som er forskjellige fra det generelle elektromagnetiske prinsippet i prinsippet, struktur og driftsmodus, hovedsakelig lavhastighets synkronmotorer, harmoniske motorer, begrensede vinkelmotorer, ultralydmotorer, mikrobølgemotorer, kapasitive motorer, elektrostatiske motorer, etc. Blant dem er ultralydmotorer, elektrostatiske motorer forskjellige motorer og mikrobølgemotorer som er forskjellige motorer, elektrostatiske motorer og motorer. motorer i prinsipp, struktur og drift. Fremveksten og utviklingen av disse motorene er nært knyttet til utviklingen av elektronisk teknologi og kontrollteknologi.
3 Mikromotor ny produktteknologi
Med den kontinuerlige utviklingen av vitenskap og teknologi og de nye kravene til praktiske applikasjoner, har det vært en rekke mikrospesielle motorer som er forskjellige fra tradisjonelle elektromagnetiske motorer. De tar i bruk nye designkonsepter, metoder, strukturer og prinsipper.
3.1 Permanent magnet børsteløs motor
Børsteløs motor er utviklingsretningen til mikromotor, som har blitt brukt innen informasjon, hvitevarer, lyd og video, transport og så videre. Med den raske utviklingen av permanentmagnetmaterialer og kraftelektronikkteknologi, fortsetter ytelsen å forbedre seg, prisen fortsetter å synke, børsteløs motor vil bli videreutviklet, etterspørselen vil bli mer og mer stor, sammenlignet med den generelle asynkronmotoren, den nye børsteløse motorens strømforbruk sank med 30% ~ 35%, for å møte kravene til høy effektivitet, energisparing, liten, lett vekt.
Selv om kostprisen for børsteløse motorer er høyere enn for asynkrone motorer, på grunn av lite strømforbruk, høy effektivitet og reduserte driftskostnader, sett fra et energisparingssynspunkt, vil populariteten til børsteløse motorer definitivt være trenden til The Times. Verdens store selskaper har lansert en hard konkurranse innen børsteløse motorer. Derfor, med forbedringen av ytelsen til komponenter og materialer, vil ytelsen til børsteløse motorer også bli kraftig forbedret, og hastighetskonkurransen til teknologiutvikling vil bli mer fremtredende.
3.2 Ultralydmotor
ultralydmotor (ultralydmotor, ultralydmotor, forkortelse USM) er bruken av den omvendte piezoelektriske effekten av piezoelektriske materialer, slik at den elastiske kroppen (statoren) i ultralydfrekvensbåndet for å produsere mikroskopisk mekanisk vibrasjon (vibrasjonsfrekvens over 20kHz), gjennom friksjonen mellom rotorstatoren og den bevegelige mikroskopstatoren (statoren) inn i rotoren (eller den bevegelige) makroen enveis rotasjon (eller lineær bevegelse). Det bryter konseptet til den tradisjonelle motoren at hastigheten og dreiemomentet oppnås av den elektromagnetiske effekten, og er en annen bemerkelsesverdig ny teknologi i utviklingen av mikromotorteknologi.
Sammenlignet med den tradisjonelle motoren har ultralydmotoren en rekke fordeler: (1) enkel struktur, den er sammensatt av to grunnleggende komponenter: vibrasjonsdeler og bevegelige deler; (2) enhetsvolummomentet er stort, som er 10 ganger det for den tradisjonelle motoren med samme volum; (3) Lavhastighetsytelsen er god, hastigheten kan justeres til null, kan direkte gi ut stort dreiemoment ved lav hastighet; (4) Stort bremsemoment, ingen ekstra brems er nødvendig; (5) Liten mekanisk tidskonstant, god rask ytelse; (6) Ingen magnetiske og elektriske felt, ingen elektromagnetisk interferens og elektromagnetisk støy.
For tiden har mange selskaper i noen fremmede land som Japan oppnådd kommersiell praktisk anvendelse. Nye produkter av ultralydmotorer fra Canon, Panasonic, Hitachi og andre selskaper har blitt brukt i avanserte kameraer, videokameraer og optiske instrumenter. Utviklingsretningen for ultrasonisk motorteknologi er å forbedre effektiviteten ytterligere.
Ultralydmotoren tar i bruk et nytt prinsipp og struktur, trenger ikke magneter og spoler, men bruker den omvendte piezoelektriske effekten av piezoelektriske materialer og ultralydvibrasjoner for direkte å oppnå bevegelse og kraft (øyeblikk). Det bryter konseptet med motoren at hastigheten og dreiemomentet er oppnådd av den elektromagnetiske effekten så langt, og er en høyteknologisk teknologi i forkant av dagens verdensvitenskap. På grunn av ultralyd har motoren mange egenskaper som den elektromagnetiske motoren ikke har, selv om oppfinnelsen og utviklingen bare er 20 års historie, men innen romfart, robotikk, biler, presisjonsposisjonering, medisinsk utstyr, mikromaskineri og andre felt har blitt brukt med suksess.
3.3 Høyhastighets dynamisk trykklagermotor
Med utviklingen av informasjonsprodukter i retning av høy effektivitet, høy tetthet og mikrotynt, har presisjons permanentmagnet børsteløs motor som støtter den en hastighet på opptil 8000 ~ 50000r/min. Lagrene til høyhastighetsmotorer vil også erstatte tradisjonelle glidelagre med dynamiske trykklagre for å overvinne mange tekniske problemer forårsaket av høy hastighet. Sammenlignet med kulelager og glidelager har dynamisk trykklager mange fordeler. Det kan hemme uregelmessig akselsving, forbedre slagmotstand, lang levetid, lav støy og så videre.
Dynamisk trykklagermotor har to typer væske og luft, den generelle hastigheten er lav med fluiddynamisk trykklager, høy hastighet med luftdynamisk trykklager. Selv om det fortsatt er noen tekniske problemer som skal løses ytterligere, er utviklingsretningen for høyhastighets dynamiske trykklagermotorer generelt bekreftet.
3.4 Lineær motor
Med den raske utviklingen av automatisk kontrollteknologi blir kravene til posisjoneringsnøyaktighet for ulike automatiske kontrollsystemer høyere og høyere, og den tradisjonelle rotasjonsmotoren kombinert med et sett med transformasjonsmekanismer sammensatt av lineære bevegelsesenheter kan ikke oppfylle nøyaktighetskravene, direkte lineær drift er et av innholdet i moderne servodrivteknologiforskning, lineærmotor er en av nøkkelteknologiene. Bruksområdet for lineær motor er også bredt, i behovet for lineær bevegelse av enheten, vil bruken av direktedrevet lineær motor være overlegen rotasjonsmotoren. Kontrollpresisjonen kan forbedres fordi bevegelsestransformasjonsmekanismen er utelatt.
3.5 Supermicro motor
Mikromotorteknologi er et nytt høyteknologisk felt innen mikro-elektromekanisk systemteknologi (MEMS) utviklet de siste 20 årene, som er preget av mikrobearbeidingsteknologi basert på halvledermateriale silisium, brukt til å produsere enheter med energikonverterings- og overføringsfunksjoner i størrelsesområdet fra millimeter til mikron. Fremveksten av MEMS-teknologi har gjort et revolusjonerende sprang innen tradisjonell mekanisk produksjonsteknologi.
Ultramikromotor har det elektrostatiske prinsippet for ultramikromotor og elektromagnetisk ultramikromotor, fordi den elektromagnetiske ultramikromotoren er større enn det elektrostatiske ultramikromotormomentet, høy konverteringseffektivitet, lang levetid, den har blitt brukt i mange felt som endoskoper, mikroroboter og så videre. For tiden har USA, Japan, Russland, Tyskland og andre land investert mye arbeidskraft, materielle og økonomiske ressurser for å utføre forskning og anvendelse av denne teknologien, og har gjort store fremskritt, og noen har nådd praktisk. For eksempel utviklet Japan Toshiba selskapet en vekt på 40mg, hastighet 60 ~ 1000r/min, spenning 1,7V, diameter på bare 0,8mm i verdens minste mikromotor, for eksempel Shanghai Jiao Tong University utvikler også en diameter på 1mm mikromotor. Det kan forventes at med utvikling og anvendelse av nanofabrikasjonsteknologi vil også supermikromotorer bli sterkt utviklet, slik at de får flere bruksområder.
3.6 Molekylær motor
Dukket opp med utviklingen av MEMS, nanoelektrisk system (na2noelectromechanicalsystems, NEMS), funksjonsstørrelser kan være fra noen få hundre til noen få nanometer, hvorav noen har viktige potensielle anvendelser innen biomedisinsk felt. RickyK. Soong et al. fra Cornell University i USA integrerte en enkelt biomolekylær motor med et uorganisk system i nanoskala for å danne en hybrid nanomekanisk enhet drevet av en molekylær motor. Ved å hydrolysere ATP (adenosintrifosfat) i et aktivt system, er den biomolekylære (mindre enn 8 nm i diameter og 14 nm i lengde) motoren i stand til å generere et maksimalt dreiemoment på 80 til 100 pN·nm, kompatibelt med størrelsen og mekaniske konstantene til nanomekaniske strukturer som kan produseres i dag. Denne nye teknologien forventes å spille en rolle i rengjøring av blodårer.
4 mikro motorisk utviklingstrend
Etter å ha gått inn i det 21. århundre, står den bærekraftige utviklingen av verdensøkonomien overfor to hovedspørsmål ———— energi og miljøvern, på den ene siden, utviklingen av det menneskelige samfunn, folk har høyere og høyere krav til livskvalitet, og bevisstheten om miljøvern blir sterkere og sterkere, fordi mikromotoren ikke bare brukes i industri- og gruvebedrifter, men også har kommet inn i de kommersielle og serviceindustriene, spesielt i familie- og serviceindustrien. motoren setter direkte sikkerheten til personlig eiendom i fare; Motorens vibrasjoner, støy og elektromagnetiske forstyrrelser vil bli en offentlig fare for å forurense miljøet. Effektiviteten til motoren er direkte relatert til energiforbruk og skadelige gassutslipp, så de internasjonale kravene til disse tekniske indikatorene er strengere og strengere, har tiltrukket seg oppmerksomheten til motorindustrien i inn- og utland, fra motorstruktur, prosess, materialer, elektroniske komponenter, kontrolllinjer og elektromagnetisk design og andre aspekter av energisparingsforskning, mikromotor ny runde av produkter i henhold til andre tekniske standarder, vil implementere en ny runde av produkter i den internasjonale standarden for den internasjonale standarden. sparing og miljøvern, og fremme relevant teknologisk fremgang, som ny motorstempling, viklingsdesign, forbedring av ventilasjonsstruktur og magnetiske materialer med lavt tap og høy permeabilitet, sjeldne jordarters permanentmagnetmaterialer, støy- og vibrasjonsreduksjonsteknologi, kraftelektronikkteknologi, kontrollteknologi, reduser elektromagnetisk interferensteknologi og annen applikasjonsforskning.
Under forutsetningen om å akselerere trenden med økonomisk globalisering, betaler land mer oppmerksomhet til de to store spørsmålene om energisparing og miljøvern, styrker internasjonal teknisk utveksling og samarbeid, og akselererer tempoet i teknologisk innovasjon, er utviklingstrenden for mikromotorteknologi: (1) ta i bruk høy og ny teknologi og utvikle seg i retning av elektronisk; (2) Høy effektivitet, energisparing og grønn utvikling; (3) Til høy pålitelighet, utvikling av elektromagnetisk kompatibilitet; (4) Til lav støy, lav vibrasjon, lav pris, prisutvikling; (5) Til spesialisert, diversifisert, intelligent utvikling.
I tillegg er mikromotor modularisering, kombinasjon, intelligent mekatronikkretning og børsteløs, ingen jernkjerne, permanent magnetiseringsretning, spesielt bemerkelsesverdig er at med bruken av mikromotor endres miljøet, det tradisjonelle elektromagnetiske prinsippet til motoren kan ikke tilfredsstilles fullt ut. Med de nye prestasjonene til relaterte disipliner, inkludert nye prinsipper og nye materialer, har utviklingen av mikrospesielle motorer med ikke-elektromagnetiske prinsipper blitt en viktig retning for motorutvikling.
