Mikro motor se nanaša na načelo, strukturo, delovanje, delovanje in tako naprej se razlikuje od običajnega motorja, prostornina in izhodna moč pa sta zelo majhna motorja. Na splošno zunanji premer mikro motorja ni večji od 130 mm, moč pa je med stotine miliwatov in sto vatov. Veliko se uporablja v vojaški in civilni sodobni opremi in njegovem nadzoru, kot so krmiljenje topništva, vodenje raketov, samodejno pilotiranje zrakoplovov, obdelovalna stroja CNC, nadzor brezhibnih zalog, nadzor industrijskega šivalnega stroja, telemetrija in daljinski upravljalnik, avdio in video opremo, avtomatske instrumente in računalniške periptere itd.
Danes so bili v praktičnih aplikacijah mikro motorji razviti iz preteklega preprostega začetnega nadzora, namena zagotavljanja moči, do natančnega nadzora nad svojo hitrostjo, položajem, navorom itd., Zlasti pri industrijski avtomatizaciji, avtomatizaciji v pisarni in domači avtomatizaciji, skoraj vsi uporabljajo motorično tehnologijo, mikroelektronsko tehnologijo in elektronsko tehnologijo kombinirane mehatronske izdelke. Elektronizacija je neizogiben trend razvoja mikro motorjev.
2 aplikacijsko polje mikro motorja （Motor votle skodelice )
Sodobna mikro motorična tehnologija združuje številne visoke in nove tehnologije, kot so motorji, računalniki, teorija nadzora in novi materiali, in se premika iz vojaškega in industrijskega v vsakdanje življenje. Zato je treba razvoj mikro motorične tehnologije prilagoditi razvojnim potrebam stebričkov in visokotehnoloških industrij. Mikro motor se uporablja predvsem v naslednjih vidikih:
2.1 Micro Special Motors za domače aparate
Da bi nenehno izpolnjevali potrebe uporabnikov in se prilagodili potrebam informacijske dobe, za doseganje varčevanja z energijo, udobjem, mreženjem, inteligenco in celo omrežnih domačih aparatov (informacijski dom), je nadomestni cikel domačih naprav zelo hiter, zahteve po visoki učinkovitosti, nizki hrup, nizka vibracija, nizka cena, nastavljiva hitrost in inteligenca pa so za podporni motor. Mikro motorji za gospodinjske naprave predstavljajo 8% celotnega števila mikro motorjev: vključno s klimatskimi napravami, pralnimi stroji, hladilniki, mikrovalovnimi pečicami, električnimi ventilatorji, vakuumskimi čistili, stroji za odstranjevanje itd.
Letno svetovno povpraševanje po 450 do 500 milijonov enot (kompletov), takšna motorična moč ni velika, ampak najrazličnejša. Razvojni trendi mikro motorjev za domače aparate so: ① trajni mototorji brez krtačenja magnetov bodo postopoma nadomestili enofazne asinhrone motorje; ② Optimizirajte oblikovanje, izboljšati kakovost in učinkovitost izdelka; ③ Sprejemajte novo strukturo in novo tehnologijo za izboljšanje učinkovitosti proizvodnje.
2.2 Mikro motor za opremo za obdelavo informacij
Oprema za obdelavo informacij z mikro motorji je predstavljala 29%: vključno z vnosom informacij, shranjevanjem, obdelavo, izhodom, prevodnostjo in drugimi povezavami, vključno s komunikacijsko opremo. Svet potrebuje 1,5 milijarde (kompletov) na leto, predvsem trajne motorje z magnetnimi enosmernimi motorji, brezkrtačni DC motorji, stepper motorje, mikro sinhrone motorje in tako naprej. Letna proizvodnja mikroračunalnikov (PC) v višini približno 100 milijonov enot v 2000.2005 naj bi bila 200 milijonov enot, zaradi podpornih ključnih komponent povpraševanja po mikro-motorici, kar je vse bolj visoke zahteve. Večina teh motorjev je natančnih trajnih motorjev brez krtače in natančnih stepperskih motorjih.
Njihove značilnosti in razvojne usmeritve so:
(1) Visoki naložbeni izdelki Ta vrsta motorja ima zelo velike zahteve za stabilnost hitrosti in izteka vrteče se gredi, zato je ta vrsta motorja kombinacija napredne proizvodne tehnologije in nastajajoče tehnologije elektronike visokotehnoloških, visokih naložbenih izdelkov, na splošno koncentriranih v mednarodnem razvoju in proizvodnji velikih podjetij.
(2) Miniaturizacija in luskavi, da bi zadovoljili potrebe miniaturizacije in prenosljivosti informacijskih izdelkov, se za njihove podporne motorje predložijo miniaturizacijske in luskaste zahteve.
(3) Visoka hitrost z nenehnim izboljšanjem gostote shranjevanja računalniških perifernih naprav je potrebna, da mora biti podporna hitrost motorja nad 8000r/ min.
2.3 mikro motor za avtomobil
Mikro motorji za avtomobile so predstavljali 13%, vključno z zaganjalnimi generatorji, brisalnimi motorji, motorji za klimatske naprave in ventilatorje za hlajenje, električnimi hitrostnimi okenci, okenskimi dvigali in motorji za zaklepanje vrat. Leta 2000 je bila svetovna avtomobilska proizvodnja približno 54 milijonov, v povprečju 15 motorjev na vozilo, 810 milijonov pa je bilo potrebnih po vsem svetu.
Avtomobilska mikro motorična tehnologija za razvoj:
(1) Visoka učinkovitost, velika sila, prihranek energije z visoko hitrostjo, visokozmogljivo izbiro magnetnega materiala, sredstva za visoko učinkovitost in izboljšanje učinkovitosti regulatorja in drugih ukrepov za izboljšanje učinkovitosti delovanja.
(2) inteligenten za doseganje inteligentnega motorja in krmilnika avtomobila, tako da avtomobil teče v najboljšem stanju, da doseže minimalno porabo energije.
2.4 mikro motor za avdio opremo
Zvočna oprema z mikro motorji je bila 18%, vključno z rekordnimi predvajalniki, snemalniki, VCD in DVD video diski. Povpraševanje po vsem svetu je več kot milijarda enot na leto. Trenutno je domača proizvodnja predstavljala približno 60%, predvsem tiskano vijugasto motor, motor na disku in tako naprej.
2.5 mikro motor za video opremo
Video oprema z mikro motorji je predstavljala 7%, vključno s kamerami, kamerami in tako naprej. Letno povpraševanje po 350 do 400 milijonov enot (kompletov) so takšni motorji natančnost, proizvodnja in predelava je težka, še posebej, ko je vstopila v digitalno, je motor predstavil zahtevnejše zahteve.
2.6 Micro Motor za industrijski električni pogon in nadzor
Ta vrsta mikro motorja predstavlja 2%, vključno z CNC strojnimi stroji, manipulatorji, roboti itd., Predvsem za AC servo motor, motorni motor z napajanjem, motorico s široko hitrostjo, motor brez krtače in tako naprej. Ta vrsta motorja ima veliko sort, visoke tehnične zahteve in je razred motorja s hitrejšim domačim povpraševanjem.
2.7 Mikro motor s posebnim namenom
Ta vrsta motorja predstavlja približno 23%, vključno z letalskim letenjem, različnimi letali, avtomatiziranim orožjem in opremo, medicinsko opremo in tako naprej. Takšni motorji so večinoma posebni motorji ali novi motorji, vključno z motorji, ki se načeloma razlikujejo od splošnega elektromagnetnega načela, strukture in delovanja, predvsem sinhronih motorjev z nizko hitrostjo, harmoničnimi motorji, omejenimi kotnimi motorji, ultrazvočnimi motorji, mikrovalovni motorji, motowave motorjev, kapacitivni motori in elektrostatični motori in elektrostatični motori itd. Motorji, ki se načeloma razlikujejo od General Motors, strukturo in delovanje. Pojav in razvoj teh motorjev sta tesno povezana z razvojem elektronske in kontrolne tehnologije.
3 mikro motorna tehnologija izdelkov
Z nenehnim napredkom znanosti in tehnologije ter novimi zahtevami praktičnih aplikacij so bili različni mikro specialni motorji, ki se razlikujejo od tradicionalnih elektromagnetnih motorjev. Sprejemajo nove koncepte oblikovanja, metode, strukture in načela.
3.1 Trajni motor brez krtačenja
Motor brez krtače je razvojna smer Micro Motor, ki je bil uporabljen na področju informacij, domačih aparatov, zvočnih in videoposnetkov, prevozu in tako naprej. S hitrim razvojem trajnih magnetnih materialov in tehnologije električne elektronike se uspešnost še naprej izboljšuje, cena se še naprej znižuje, brez krtačenja se bo še bolj razvijala, povpraševanje bo vedno večje, v primerjavi s splošnim asinhronim motorjem se bo nova poraba motorične energije zmanjšala za 30% ~ 35%, da bi se lahko zajemala za 30% ~ 35%.
Čeprav je cena stroškov brezkrtačnih motorjev višja kot pri asinhronih motorjih, zaradi majhne porabe energije, visoke učinkovitosti in zmanjšanih obratovalnih stroškov z vidika varčevanja z energijo bo priljubljenost brezkrtačnih motorjev verjetno trend časa. Glavna podjetja na svetu so sprožila močno konkurenco na področju brezkrtačnih motorjev. Zato se bo z izboljšanjem zmogljivosti komponent in materialov močno izboljšala tudi zmogljivost brezkrtačnih motorjev, hitrost konkurenca tehnološkega razvoja pa bo vidnejša.
3.2 Ultrazvočni motor
Ultrasonicmotor (ultrazvočni, ultrazvočni, okrajšava USM) je uporaba inverznega piezoelektričnega učinka piezoelektričnih materialov, tako da elastično telo (stator) v ultrazvočni frekvenčni frekvenci (vibracijsko frekvenco) (vibracijsko frekvenco) (vibracijsko frekvenco) (vibracijsko pogostost) premična), mikroskopska vibracija statorja v rotor (ali premična) makro enosmerna vrtenja (ali linearno gibanje). Razbije koncept tradicionalnega motorja, da hitrost in navor dobivata z elektromagnetnim učinkom in je še ena izjemna nova tehnologija pri razvoju mikro motorične tehnologije.
V primerjavi s tradicionalnim motorjem ima ultrazvočni motor vrsto prednosti: (1) preprosta struktura je sestavljena iz dveh osnovnih komponent: vibracijskih delov in gibljivih delov; (2) Navor prostornine enote je velik, ki je 10 -krat večji od tradicionalnega motorja iste volumna; (3) Zmogljivost nizke hitrosti je dobra, hitrost lahko prilagodite na nič, lahko neposredno oddaja velik navor z nizko hitrostjo; (4) Velik zavorni navor, dodatna zavora ni potrebna; (5) majhna mehanska časovna konstanta, dobra hitra zmogljivost; (6) Brez magnetnih in električnih polj, brez elektromagnetnih motenj in elektromagnetnega hrupa.
Trenutno so številna podjetja v nekaterih tujih državah, kot je Japonska, pridobila komercialno praktično uporabo. Novi izdelki ultrazvočnih motorjev iz Canona, Panasonic, Hitachija in drugih podjetij so bili uporabljeni v naprednih kamerah, videokametrih in optičnih instrumentih. Razvojna smer ultrazvočne motorične tehnologije je za nadaljnje izboljšanje učinkovitosti.
Ultrazvočni motor sprejme novo načelo in strukturo, ne potrebuje magnetov in tuljav, ampak uporablja obratno piezoelektrični učinek piezoelektričnih materialov in ultrazvočne vibracije, da neposredno pridobi gibanje in silo (trenutek). Razbije koncept motorja, da se hitrost in navor do zdaj pridobiva z elektromagnetnim učinkom in je visokotehnološka tehnologija v ospredju trenutne svetovne znanosti. Zaradi ultrazvoka ima motor številne značilnosti, ki jih elektromagnetni motor nima, čeprav je njen izum in razvoj le 20 let zgodovine, v vesoljskem vesolju, robotiki, avtomobilih, natančnosti, medicinski opremi, mikro strojih in drugih poljih.
3.3 Dinamični tlačni motor z visokim hitrostim
Z razvojem informacijskih izdelkov v smeri visoke učinkovitosti, visoke gostote in mikro tanke, natančen trajni magnetni brezkrtačni motor, ki podpira hitrost do 8000 ~ 50000R/ min. Ležaji motorjev za visoke hitrosti bodo nadomestili tudi tradicionalne navadne ležaje z dinamičnimi tlačnimi ležaji, da bi premagali številne tehnične težave, ki jih povzroča velika hitrost. V primerjavi z krogličnim ležajem in navadnim ležajem ima dinamični tlačni ležaj veliko prednosti. Lahko zavira nepravilno nihanje gredi, izboljša odpornost na udarce, dolgo življenjsko dobo, nizko hrup in tako naprej.
Dinamični tlačni motor ima dve vrsti tekočine in zraka, splošna hitrost je nizka z dinamičnim tlačnim ležajem tekočine, visoka hitrost z zračnim dinamičnim tlačnim ležajem. Čeprav je treba še nekaj tehničnih težav, ki jih je treba še naprej rešiti, je na splošno potrjena razvojna smer motorjev z dinamičnim tlakom visoke hitrosti.
3.4 Linearni motor
S hitrim razvojem tehnologije samodejnega krmiljenja so zahteve glede natančnosti pozicioniranja različnih avtomatskih krmilnih sistemov vse bolj in višje, tradicionalni vrtljivi motor, skupaj z naborom mehanizma transformacije, sestavljenega iz linearnih gibalnih naprav, ne more ustrezati zahtevam natančnosti, neposredni linearni pogon je ena od vsebine sodobne tehnologije Servo Drive, linearni motor je eden od ključnih tehnologij. Polje uporabe linearnega motorja je tudi široko, saj je potrebe po linearnem gibanju naprave, uporaba linearnega motorja z neposrednim pogonom bo boljši od vrtljivega motorja. Nadzorna natančnost je mogoče izboljšati, ker je mehanizem transformacije gibanja izpuščen.
3.5 Supermicro motor
Mikro motorična tehnologija je novo visokotehnološko polje mikroelektromehanske tehnologije (MEMS), ki se je razvilo v zadnjih 20 letih, za katero je značilna tehnologija mikrohičevanja, ki temelji na polprevodniškem materialnem siliconu, ki se uporablja za proizvodnjo naprav z energijo in prenosnimi funkcijami v velikosti, od misetra do Microna. Pojav tehnologije MEMS je naredil revolucionarni preskok v tradicionalni mehanski proizvodni tehnologiji.
Ultramicromotor ima elektrostatično načelo ultramitromotornega in elektromagnetnega ultramikromotorja, ker je elektromagnetni ultramikotor večji od elektrostatičnega ultramikalnega navora, visoke učinkovitosti pretvorbe, dolge življenjske dobe. Trenutno so ZDA, Japonska, Rusija, Nemčija in druge države vložile veliko delovne sile, materialne in finančne vire za izvajanje raziskav in uporabe te tehnologije ter dosegle velik napredek, nekatere pa so dosegle praktično. Japonsko podjetje Toshiba je na primer razvilo težo 40 mg, hitrost 60 ~ 1000r/ min, napetost 1,7 V, premer le 0,8 mm v najmanjšem mikro motorju na svetu, kot je univerza Shanghai Jiao Tong, razvija tudi premer 1 mm mikro motorja. Pričakuje se, da bodo z razvojem in uporabo tehnologije nanofabrikacije močno razviti tudi Supermicro Motors, tako da bodo imeli več polj za uporabo.
3.6 Molekularni motor
Pojavilo se je z razvojem MEMS, nano električnega sistema (Na2noelektromehanični sistemi, NEMS), velikosti značilnosti so lahko od nekaj sto do nekaj nanometrov, od katerih imajo nekatere pomembne potencialne uporabe na biomedicinskem področju. Rickyk. Soong et al. z univerze Cornell v Združenih državah Amerike je integriral en sam biomolekularni motor z anorganskim sistemom nanoskale, da je tvoril hibridno nanomehansko napravo, ki jo poganja molekularni motor. Z hidroliziranjem ATP (adenozin trifosfat) v aktivnem sistemu je biomolekularni motor (v dolžini manj kot 8 nm in 14nm) lahko ustvari največji navor od 80 do 100pn · nm, združljiv z velikostjo in mehanskimi konstantami nanomehaničnih struktur, ki jih je danes mogoče oblikovati. Pričakuje se, da bo ta nova tehnologija igrala vlogo pri čiščenju krvnih žil.
4 trend razvoja mikro motorja
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 Varnost motorja neposredno ogroža varnost osebne lastnine; Vibracije, hrup in elektromagnetni posegi motorja bodo postale javno nevarnost onesnaževanja okolja. 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 Standardi za varčevanje z energijo in varstvo okolja ter spodbujanje ustreznega tehnološkega napredka, kot so novo motorično žigosanje, oblikovanje vijuganja, izboljšanje prezračevalne strukture in nizka izguba in magnetna materiala z visoko prepustnostjo, redki zemeljski materiali magnetnih materialov, tehnologija za zmanjšanje hrupa in vibracije, tehnologija elektrotehnike, tehnologija nadzora, zmanjšuje tehnologijo za nadzor elektromagnetnih interferenc.
V skladu s pospeševanjem trenda gospodarske globalizacije države namenijo več pozornosti dvema glavnima vprašanjem varčevanja z energijo in varstva okolja, okrepijo mednarodne tehnične izmenjave in sodelovanje ter pospešijo hitrost tehnoloških inovacij, razvojni trend mikro motorične tehnologije je: (1) sprejeti visoko in novo tehnologijo ter se razvijati v smeri elektronske; (2) visoka učinkovitost, varčevanje z energijo in razvoj zelene barve; (3) do visoke zanesljivosti, elektromagnetnega razvoja združljivosti; (4) do nizkega hrupa, nizkih vibracij, nizkih stroškov, razvoja cen; (5) do specializiranega, raznolikega, inteligentnega razvoja.
Poleg tega je mikro motor modularizacija, kombinacija, inteligentna mehatronična smer in brez krtača, brez železovega jedra, trajna smer magnetizacije, še posebej omembe vredno je, da se z uporabo mikro motorjev okolje spreminja, tradicionalnega elektromagnetnega načela motorja ni mogoče popolnoma zadovoljiti. Z novimi dosežki povezanih disciplin, vključno z novimi načeli in novimi materiali, je razvoj mikro specialnih motorjev z neelektromagnetnimi načeli postal pomembna smer motoričnega razvoja.
