Micro Motor se referă la principiul, structura, performanța, funcția și așa mai departe sunt diferite de motorul convențional, iar volumul și puterea de ieșire sunt motor foarte mic. În general, diametrul exterior al micro -motorului nu este mai mare de 130 mm, iar puterea este între sute de milliwati și sute de wați. Acesta a fost utilizat pe scară largă în echipamentele moderne militare și civile și în sistemul său de control, cum ar fi controlul artileriei, îndrumarea rachetelor, pilotarea automată a aeronavelor, mașinile -unelte CNC, controlul fără țesut, controlul mașinii de cusut industriale, telemetrie și telecomandă, echipamente audio și video, instrumente automate și periferice ale computerului etc.
Astăzi, în aplicații practice, micro -motoare au fost dezvoltate din trecutul simplu de pornire, scopul furnizării de energie, la controlul precis al vitezei, poziției, cuplului său etc., în special în automatizarea industrială, automatizarea birourilor și automatizarea locuințelor, aproape toate utilizează tehnologii motorii, tehnologia microelectronică și produsele electronice electronice combinate tehnologii electronice. Electronizarea este o tendință inevitabilă în dezvoltarea micro -motorului.
2 Câmpul de aplicare al micro -motorului （motor cupa goală )
Modern Micro Motor Technology integrează o serie de tehnologii înalte și noi, cum ar fi motoarele, computerele, teoria controlului și materialele noi și trece de la militar și industrial la viața de zi cu zi. Prin urmare, dezvoltarea tehnologiei micro-motor ar trebui să fie adaptată nevoilor de dezvoltare ale industriilor de pilon și ale industriilor de înaltă tehnologie. Micro Motor este utilizat în principal în următoarele aspecte:
2.1 Micro Motor Special pentru aparatele de acasă
Pentru a îndeplini continuu cerințele utilizatorilor și pentru a se adapta nevoilor vârstei informaționale, pentru a obține economii de energie, confort, rețea, inteligență și chiar aparate de domiciliu de rețea (aparate de acasă informaționale), ciclul de înlocuire al aparatelor de acasă este foarte rapid, iar cerințele de eficiență ridicată, zgomot redus, vibrație scăzută, preț scăzut, viteză reglabilă și inteligență sunt prezentate pentru motorul de sprijin. Micro Motors pentru aparatele de uz casnic reprezintă 8% din numărul total de micro -motoare: inclusiv aparate de aer condiționat, mașini de spălat, frigidere, cuptoare cu microunde, ventilatoare electrice, aspiratoare, mașini de deshidratare etc.
Cererea anuală a lumii pentru 450 până la 500 de milioane de unități (seturi), o astfel de energie motorie nu este mare, ci o varietate largă. Tendințele de dezvoltare ale micro-motorului pentru aparatele de acasă sunt: ① Motoarele permanente fără perii cu magnet vor înlocui treptat motoarele asincrone monofazate; ② Optimizați proiectarea, îmbunătățiți calitatea și eficiența produsului; ③ Adoptați o nouă structură și o nouă tehnologie pentru a îmbunătăți eficiența producției.
2.2 Micro Motor pentru echipamente de procesare a informațiilor
Echipamentele de prelucrare a informațiilor cu micro -motoare au reprezentat 29%: inclusiv informațiile de intrare, stocare, procesare, ieșire, conducere și alte legături, inclusiv echipamente de comunicare. Lumea are nevoie de 1,5 miliarde (seturi) pe an, în principal motoare DC cu magnet permanent, motoare DC fără perii, motoare pas cu pas, motoare micro sincrone și așa mai departe. Microcomputer (PC) producția anuală de aproximativ 100 de milioane de unități în 2000.2005 este de așteptat să fie de 200 de milioane de unități, pentru componentele sale cheie de sprijin ale cererii micro-motoare, cerințe din ce în ce mai mari. Majoritatea acestor motoare sunt motoare fără perii cu magnet permanent de precizie și motoare pas cu pas.
Caracteristicile și direcțiile lor de dezvoltare sunt:
(1) Produse cu investiții ridicate Acest tip de motor are cerințe foarte mari pentru stabilitatea vitezei și rularea arborelui rotativ, astfel încât acest tip de motor este o combinație de tehnologie avansată de fabricație și tehnologie electronică emergentă a energiei electronice de înaltă tehnologie, cu investiții ridicate, concentrate în general în dezvoltarea internațională și producția de companii mari.
(2) Miniaturizarea și flăcări pentru a răspunde nevoilor de miniaturizare și portabilitate a produselor informaționale, miniaturizarea și cerințele flăcări sunt prezentate pentru motoarele lor de susținere.
(3) Viteza mare, cu îmbunătățirea continuă a densității de depozitare a perifericelor computerului, este necesar ca viteza motorului de susținere să depășească 8000R/ min.
2,3 micro -motor pentru automobile
Micro Motors pentru automobile au reprezentat 13%, inclusiv generatoare de pornire, motoare de ștergătoare, motoare pentru ventilatoare de aer condiționat și răcire, viteze electrice, ascensoare de ferestre și motoare de blocare a ușilor. În 2000, producția mondială de automobile a fost de aproximativ 54 de milioane, cu o medie de 15 motoare pe vehicul și 810 milioane au fost necesare la nivel mondial.
Focus de dezvoltare a tehnologiei auto motor automate:
(1) Eficiență ridicată, forță ridicată, economie de energie prin selecție de materiale magnetice de mare viteză, de înaltă performanță, mijloace de răcire de înaltă eficiență și îmbunătățirea eficienței controlerului și a altor măsuri pentru a-și îmbunătăți eficiența funcționării.
(2) inteligentă pentru a obține motor inteligent și controlor al mașinii, astfel încât mașina să funcționeze în cea mai bună stare, pentru a obține consumul minim de energie.
2,4 micro -motor pentru echipamente audio
Echipamentele audio cu micro -motoare au reprezentat 18%, inclusiv playere de înregistrări, înregistratoare, VCD și discuri video DVD. Cererea la nivel mondial este de peste 1 miliard de unități pe an. În prezent, producția internă a reprezentat aproximativ 60%, în principal, motorul înfășurat, șerpuit, șerpuirea motorului și așa mai departe.
2,5 micro -motor pentru echipamente video
Echipamentele video cu micro -motoare au reprezentat 7%, inclusiv camere, camere și așa mai departe. Cererea anuală a lumii în 350 până la 400 de milioane de unități (seturi), astfel de motoare sunt precizie, fabricația și procesarea este dificilă, mai ales după intrarea în digital, motorul a prezentat cerințe mai solicitante.
2,6 micro -motor pentru acționare și control electric industrial
Acest tip de micro -motor reprezintă 2%, inclusiv mașini -unelte CNC, manipulatoare, roboți, etc. În principal pentru motor servo, motor de stepper, motor cu viteză largă, motor fără perie alternativ și așa mai departe. Acest tip de motor are multe soiuri, cerințe tehnice ridicate și este o clasă de motor cu cerere internă mai rapidă.
2.7 Micro Motor cu scop special
Acest tip de motor reprezintă aproximativ 23%, inclusiv zborul aerospațial, diverse aeronave, arme și echipamente automate, echipamente medicale și așa mai departe. Astfel de motoare sunt în mare parte motoare speciale sau motoare noi, inclusiv motoare care sunt diferite de principiul electromagnetic general, în principiu, structură și modul de funcționare, în principal motoare sincrone cu viteză mică, motoare armonice, motoare cu unghi limitat, motoare ultrasonice, motoare cu microunde, motoare generale, motoare electrostatice, etc. Motoare în principiu, structură și funcționare. Apariția și dezvoltarea acestor motoare sunt strâns legate de dezvoltarea tehnologiei electronice și a tehnologiei de control.
3 Micro Motor Tehnologie de produse noi
Odată cu progresul continuu al științei și tehnologiei și noile cerințe ale aplicațiilor practice, au existat o varietate de motoare micro-speciale care sunt diferite de motoarele electromagnetice tradiționale. Ele adoptă concepte, metode, structuri și principii noi de proiectare.
3.1 Motor permanent fără perii fără perii
Motorul fără perie este direcția de dezvoltare a Micro Motor, care a fost aplicată în domeniile informațiilor, aparatelor de acasă, audio și video, transport și așa mai departe. Odată cu dezvoltarea rapidă a materialelor cu magnet permanent și a tehnologiei electronice electronice, performanța continuă să se îmbunătățească, prețul continuă să scadă, motorul fără perie va fi dezvoltat în continuare, cererea va fi din ce în ce mai mare, în comparație cu motorul general asincron, noua consum de energie motor fără perii a scăzut cu 30% ~ 35%, pentru a satisface cerințele de eficiență ridicată, economie de energie, energie mică, cu greutate mică.
Deși prețul costurilor motoarelor fără perii este mai mare decât cel al motoarelor asincrone, din cauza consumului de energie mică, a eficienței ridicate și a costurilor de operare reduse, din punctul de vedere al conservării energiei, popularitatea motoarelor fără perie este obligată să fie tendința timpului. Cele mai importante companii din lume au lansat o competiție acerbă în domeniul motoarelor fără perii. Prin urmare, odată cu îmbunătățirea performanței componentelor și materialelor, performanța motoarelor fără perii va fi, de asemenea, mult îmbunătățită, iar concurența de viteză a dezvoltării tehnologiei va fi mai proeminentă.
3.2 Motor cu ultrasunete
Ultrasonmotor (ultrasonmotor, ultrasonmotor, abreviere USM) este utilizarea efectului piezoelectric invers al materialelor piezoelectrice, astfel încât corpul elastic (stator) în banda de frecvență ultrasonică pentru a produce vibrația mecanică microscopică (rotor de vibrație peste 20khz), prin intermediul fracțiunii între statorul și rotatul (sau mutabil), prin intermediul fracției între statorul și rotatul (sau movable), prin fracțiune între stator și rotor (sau movable), prin intermediul fracțiunii între statorul și rotatul (sau mutabil), prin fracțiune între statorul și rotitor Vibrația microscopică a statorului în rotația rotor (sau mobilă) macro-o singură direcție (sau mișcare liniară). Acesta rupe conceptul de motor tradițional potrivit căruia viteza și cuplul sunt obținute prin efectul electromagnetic și este o altă tehnologie remarcabilă nouă în dezvoltarea tehnologiei micro -motor.
În comparație cu motorul tradițional, motorul cu ultrasunete are o serie de avantaje: (1) structură simplă, este compus din două componente de bază: piese vibrații și piese mobile; (2) cuplul de volum al unității este mare, care este de 10 ori mai mare decât motorul tradițional al aceluiași volum; (3) Performanța cu viteză mică este bună, viteza poate fi ajustată la zero, poate produce direct un cuplu mare la viteză mică; (4) cuplu mare de frânare, nu este necesară frână suplimentară; (5) constantă de timp mecanică mică, performanță rapidă bună; (6) Fără câmpuri magnetice și electrice, fără interferențe electromagnetice și zgomot electromagnetic.
În prezent, multe companii din unele țări străine, cum ar fi Japonia, au obținut aplicații practice comerciale. Noi produse de motoare cu ultrasunete de la Canon, Panasonic, Hitachi și alte companii au fost utilizate în camere avansate, camere video și instrumente optice. Direcția de dezvoltare a tehnologiei motorii cu ultrasunete este de a îmbunătăți în continuare eficiența.
Motorul cu ultrasunete adoptă un nou principiu și structură, nu are nevoie de magneți și bobine, dar folosește efectul piezoelectric invers al materialelor piezoelectrice și vibrațiilor cu ultrasunete pentru a obține direct mișcare și forță (moment). Acesta rupe conceptul de motor potrivit căruia viteza și cuplul sunt obținute de efectul electromagnetic până acum și este o tehnologie de înaltă tehnologie în fruntea științei mondiale actuale. Datorită ecografiei, motorul are multe caracteristici pe care motorul electromagnetic nu le are, deși invenția și dezvoltarea acestuia este de doar 20 de ani de istorie, ci în aerospațială, robotică, automobile, poziționare de precizie, echipamente medicale, micro -utilaje și alte câmpuri au fost aplicate cu succes.
3.3 Motor de rulment dinamic de mare viteză
Odată cu dezvoltarea produselor informaționale în direcția de înaltă eficiență, de densitate ridicată și micro subțire, motorul fără perii cu magnet permanent de precizie, are o viteză de până la 8000 ~ 50000R/ min. Rulmenții motoarelor de mare viteză vor înlocui, de asemenea, rulmenții tradiționali cu simplă rulmenți dinamici pentru a depăși multe probleme tehnice cauzate de viteză mare. În comparație cu rulmentul cu bile și rulmentul simplu, rulmentul dinamic are multe avantaje. Poate inhiba balansarea neregulată a arborelui, poate îmbunătăți rezistența la impact, viața lungă, zgomotul scăzut și așa mai departe.
Motorul de rulment dinamic al presiunii are două tipuri de fluid și aer, viteza generală este scăzută, cu un rulment dinamic dinamic de fluid, viteză mare, cu rulment dinamic al aerului. Deși există încă unele probleme tehnice care trebuie rezolvate în continuare, direcția de dezvoltare a motoarelor cu presiune dinamică de mare viteză a fost în general confirmată.
3.4 Motor liniar
Odată cu dezvoltarea rapidă a tehnologiei de control automat, cerințele de precizie de poziționare a diferitelor sisteme de control automat sunt din ce în ce mai mari, iar motorul rotativ tradițional cuplat cu un set de mecanism de transformare compus din dispozitive de mișcare liniară nu poate satisface cerințele de precizie, Direct Linear Drive este unul dintre conținutul cercetării tehnologiei moderne de unitate de unitate, motorul liniar este una dintre tehnologiile cheie. Câmpul de aplicare al motorului liniar este, de asemenea, larg, în necesitatea mișcării liniare a dispozitivului, utilizarea motorului liniar direct de antrenare va fi superior motorului rotativ. Precizia de control poate fi îmbunătățită, deoarece mecanismul de transformare a mișcării este omis.
3.5 Motor supermicro
Tehnologia Micro Motor este un nou câmp de înaltă tehnologie a tehnologiei sistemului micro-electromecanic (MEMS) dezvoltat în ultimii 20 de ani, care se caracterizează prin tehnologie de micro-prelucrare bazată pe siliciu de material semiconductor, utilizat pentru fabricarea dispozitivelor cu funcții de conversie de energie și transmisie în intervalul de dimensiuni de la milimetri la micron. Apariția tehnologiei MEMS a făcut un salt revoluționar în tehnologia tradițională de fabricație mecanică.
Ultramicromotor are principiul electrostatic al ultramicromotor și ultramicromotor electromagnetic, deoarece ultramicromotorul electromagnetic este mai mare decât cuplul ultramicromotor electrostatic, eficiența de conversie ridicată, viața lungă, a fost aplicată în multe domenii, cum ar fi endoscopuri, microroboți și așa. În prezent, Statele Unite, Japonia, Rusia, Germania și alte țări au investit multă forță de muncă, resurse materiale și financiare pentru a efectua cercetarea și aplicarea acestei tehnologii și au făcut progrese mari, iar unii au ajuns practic. De exemplu, Japonia Toshiba Company a dezvoltat o greutate de 40 mg, viteză 60 ~ 1000r/ min, tensiune 1,7V, diametru de doar 0,8 mm în cel mai mic micro motor din lume, cum ar fi Universitatea Shanghai Jiao Tong, dezvoltă, de asemenea, un diametru de 1 mm micro -motor. Se poate aștepta ca, odată cu dezvoltarea și aplicarea tehnologiei de nanofabricare, Supermicro Motors va fi, de asemenea, foarte dezvoltat, astfel încât să aibă mai multe domenii de aplicație.
3,6 Motor molecular
A apărut odată cu dezvoltarea MEMS, Nano Electrical System (Na2NoelectromechanicalSystems, NEMS), dimensiunile caracteristicilor pot fi de la câteva sute la câțiva nanometri, unele dintre ele având aplicații potențiale importante în domeniul biomedical. Rickyk. Soong și colab. De la Universitatea Cornell din Statele Unite a integrat un singur motor biomolecular cu un sistem anorganic la nano -scală pentru a forma un dispozitiv nanomecanic hibrid condus de un motor molecular. Prin hidrolizare ATP (adenozină trifosfat) într -un sistem activ, motorul biomolecular (mai puțin de 8 nm în diametru și 14 nm) este capabil să genereze un cuplu maxim de 80 până la 100 pn · nm, compatibil cu dimensiunea și constantele mecanice ale structurilor nanomecanice care pot fi produse astăzi. Această nouă tehnologie este de așteptat să joace un rol în curățarea vaselor de sânge.
4 tendințe de dezvoltare a micro -motorului
After entering the 21st century, the sustainable development of the world economy is facing two key issues ———— energy and environmental protection, on the one hand, the progress of human society, people have higher and higher requirements for the quality of life, and the awareness of environmental protection is becoming stronger and stronger, because the micro motor is not only used in industrial and mining enterprises, but also used in commercial and service industries, especially more products have entered the family In the live, so the safety of Motorul pune în pericol siguranța proprietății personale; Vibrațiile, zgomotul și interferența electromagnetică a motorului vor deveni pericolul public de poluare a mediului. The efficiency of the motor is directly related to energy consumption and harmful gas emissions, so the international requirements for these technical indicators are more and more stringent, has attracted the attention of the motor industry at home and abroad, from the motor structure, process, materials, electronic components, control lines and electromagnetic design and other aspects of energy conservation research, micro motor new round of products in the basis of excellent technical performance On the other hand, it will implement relevant international standards for the purpose of energy saving and Protecția mediului și promovează progresele tehnologice relevante, cum ar fi ștampilarea motorului nou, proiectarea înfășurării, îmbunătățirea structurii de ventilație și pierderi scăzute și materiale magnetice cu permeabilitate ridicată, materiale magnetice permanente ale Pământului, tehnologie de reducere a zgomotului și a vibrațiilor, tehnologie electronică electronică, tehnologie de control, reduc tehnologia electromagnetică a interferenței și alte cercetări de aplicații.
În conformitate cu premisa accelerării tendinței globalizării economice, țările acordă mai multă atenție celor două probleme majore privind economisirea energiei și protecția mediului, consolidează schimburile tehnice internaționale și cooperarea și accelerează ritmul inovației tehnologice, tendința de dezvoltare a tehnologiei micro -motor este: (1) să adopte tehnologie ridicată și nouă și să se dezvolte în direcția electronică; (2) eficiență ridicată, economie de energie și dezvoltare ecologică; (3) la o fiabilitate ridicată, dezvoltarea de compatibilitate electromagnetică; (4) la zgomot redus, vibrații mici, costuri reduse, dezvoltare de prețuri; (5) la o dezvoltare specializată, diversificată, inteligentă.
În plus, micro -motorul este modularizarea, combinația, direcția mecatronică inteligentă și fără perii, fără miez de fier, direcția de magnetizare permanentă, mai ales de remarcat este faptul că, prin aplicarea micro -motorului, mediul se schimbă, principiul electromagnetic tradițional al motorului nu poate fi complet satisfăcut. Odată cu noile realizări ale disciplinelor conexe, inclusiv noi principii și materiale noi, dezvoltarea motoarelor micro-speciale cu principii non-electromagnetice a devenit o direcție importantă a dezvoltării motorii.
