Mikro motori i referohet parimit, strukturës, performancës, funksionit dhe kështu me radhë janë të ndryshme nga motori konvencional, dhe vëllimi dhe fuqia e prodhimit janë motor shumë të vogël. Në përgjithësi, diametri i jashtëm i mikromotorit nuk është më i madh se 130 mm, dhe fuqia është midis qindra milivat dhe qindra vat. Është përdorur gjerësisht në pajisjet moderne ushtarake dhe civile dhe sistemin e tij të kontrollit, si kontrolli i artilerisë, drejtimi i raketave, pilotimi automatik i avionëve, veglat e makinerisë CNC, kontrolli i tezgjahut, kontrolli i makinës qepëse industriale, telemetria dhe telekomandimi, pajisjet audio dhe video, instrumentet automatike dhe periferikët kompjuterikë, etj., të cilat përdorin një numër të madh mikromotorësh.
Sot, në aplikime praktike, mikro motorët janë zhvilluar nga e kaluara kontrolli i thjeshtë i nisjes, qëllimi i ofrimit të fuqisë, deri te kontrolli i saktë i shpejtësisë, pozicionit, çift rrotullues, etj., veçanërisht në automatizimin industrial, automatizimin e zyrës dhe automatizimin e shtëpisë, pothuajse të gjithë përdorin teknologji motorike, teknologji mikroelektronike dhe teknologji të kombinuar mekatronike të elektronikës së energjisë. Elektronizimi është një prirje e pashmangshme në zhvillimin e mikro motorëve.
2 Fusha e aplikimit të mikro motorit (motori i filxhanit të zbrazët )
Teknologjia moderne e mikro motorëve integron një sërë teknologjish të larta dhe të reja si motorët, kompjuterët, teorinë e kontrollit dhe materialet e reja, dhe po kalon nga ushtarake dhe industriale në jetën e përditshme. Prandaj, zhvillimi i teknologjisë mikro motorike duhet të përshtatet me nevojat e zhvillimit të industrive shtylla dhe industrive të teknologjisë së lartë. Mikromotori përdoret kryesisht në aspektet e mëposhtme:
2.1 Mikro motorë specialë për pajisje shtëpiake
Për të përmbushur vazhdimisht kërkesat e përdoruesve dhe për t'iu përshtatur nevojave të epokës së informacionit, për të arritur kursimin e energjisë, rehati, rrjetëzim, inteligjencë, madje edhe pajisje shtëpiake në rrjet (pajisje shtëpiake me informacion), cikli i zëvendësimit të pajisjeve shtëpiake është shumë i shpejtë, dhe kërkesat për efikasitet të lartë, zhurmë të ulët, dridhje të ulët, çmim të ulët, shpejtësi të rregullueshme dhe inteligjencë mbështetëse motorike janë paraqitur. Mikro motorët për elektroshtëpiake zënë 8% të numrit të përgjithshëm të mikromotoreve: duke përfshirë kondicionerët, lavatriçet, frigoriferët, furrat me mikrovalë, ventilatorët elektrikë, fshesat me korrent, makinat për heqjen e ujit, etj.
Kërkesa vjetore në botë për 450 deri në 500 milion njësi (komplete), një fuqi e tillë motorike nuk është e madhe, por një shumëllojshmëri e gjerë. Tendencat e zhvillimit të mikro motorëve për pajisjet shtëpiake janë: ① motorët me magnet të përhershëm pa furça do të zëvendësojnë gradualisht motorët asinkronë njëfazor; ② Optimizoni dizajnin, përmirësoni cilësinë dhe efikasitetin e produktit; ③ Miratimi i strukturës së re dhe teknologjisë së re për të përmirësuar efikasitetin e prodhimit.
2.2 Mikro motor për pajisjet e përpunimit të informacionit
Pajisjet e përpunimit të informacionit me mikro motorë zënë 29%: duke përfshirë hyrjen e informacionit, ruajtjen, përpunimin, daljen, përcjelljen dhe lidhje të tjera, duke përfshirë pajisjet e komunikimit. Bota ka nevojë për 1.5 miliardë (sete) në vit, kryesisht motorë DC me magnet të përhershëm, motorë DC pa furça, motorë stepper, motorë mikro sinkron etj. Prodhimi vjetor i mikrokompjuterëve (PC) prej rreth 100 milion njësi në 2000, 2005 pritet të jetë 200 milion njësi, për të mbështetur komponentët kryesorë të kërkesës për mikro-motor, kërkesa gjithnjë e më të larta. Shumica e këtyre motorëve janë motorë me magnet të përhershëm me precizion pa furçë dhe motorë stepper precizion.
Karakteristikat e tyre dhe drejtimet e zhvillimit janë:
(1) Produkte me investime të larta Ky lloj motori ka kërkesa shumë të larta për qëndrueshmërinë e shpejtësisë dhe rrjedhjen e boshtit rrotullues, kështu që ky lloj motori është një kombinim i teknologjisë së përparuar të prodhimit dhe teknologjisë elektronike të fuqisë në zhvillim të produkteve të teknologjisë së lartë dhe investimeve të larta, përgjithësisht të përqendruara në zhvillimin dhe prodhimin ndërkombëtar të kompanive të mëdha.
(2) Miniaturizimi dhe flaky Në mënyrë që të plotësohen nevojat e miniaturizimit dhe transportueshmërisë së produkteve të informacionit, kërkesa për miniaturizimin dhe flaky janë paraqitur për motorët e tyre mbështetës.
(3) Shpejtësia e lartë Me përmirësimin e vazhdueshëm të densitetit të ruajtjes së pajisjeve periferike të kompjuterit, kërkohet që shpejtësia e motorit mbështetës të jetë mbi 8000r/min.
2.3 Mikro motor për automobil
Mikro motorët për automobila përbënin 13%, duke përfshirë gjeneratorët e motorëve, motorët e fshirëseve, motorët për ventilatorët e ajrit të kondicionuar dhe ftohës, shpejtësimatësit elektrikë, ngritësit e dritareve dhe motorët e bllokimit të dyerve. Në vitin 2000, prodhimi i automobilave në botë ishte rreth 54 milionë, me një mesatare prej 15 motorë për automjet dhe nevojiteshin 810 milionë në mbarë botën.
Fokusi i zhvillimit të teknologjisë së mikro motorëve të automobilave:
(1) Efikasitet i lartë, forcë e lartë, kursim energjie përmes zgjedhjes së materialit magnetik me shpejtësi të lartë, me performancë të lartë, mjete ftohëse me efikasitet të lartë dhe përmirësim të efikasitetit të kontrolluesit dhe masa të tjera për të përmirësuar efikasitetin e funksionimit të tij.
(2) Inteligjente për të arritur motorin dhe kontrolluesin inteligjent të makinës, në mënyrë që makina të funksionojë në gjendjen më të mirë, për të arritur konsumin minimal të energjisë.
2.4 Mikro motor për pajisje audio
Pajisjet audio me mikro motorë përbënin 18%, duke përfshirë regjistruesit, regjistruesit, disqet video VCD dhe DVD. Kërkesa në mbarë botën është më shumë se 1 miliard njësi në vit. Aktualisht, prodhimi vendas ka zënë rreth 60%, kryesisht motor dredha-dredha të printuar, motor me dredha-dredha e kështu me radhë.
2.5 Mikro motor për pajisje video
Pajisjet video me mikro motorë përbënin 7%, duke përfshirë kamerat, kamerat etj. Kërkesa vjetore në botë në 350 deri në 400 milionë njësi (komplete), motorë të tillë janë të saktësisë, prodhimi dhe përpunimi është i vështirë, veçanërisht pas hyrjes në dixhital, motori parashtron kërkesa më kërkuese.
2.6 Mikromotor për drejtimin dhe kontrollin elektrik industrial
Ky lloj mikro motori përbën 2%, duke përfshirë veglat e makinerive CNC, manipuluesit, robotët, etj. Kryesisht për servo motorin AC, motorin stepper fuqie, motorin DC me shpejtësi të gjerë, motorin AC pa furça etj. Ky lloj motori ka shumë varietete, kërkesa të larta teknike dhe është një klasë motorësh me kërkesë të brendshme më të shpejtë.
2.7 Mikromotor për qëllime të veçanta
Ky lloj motori përbën rreth 23%, duke përfshirë fluturimin në hapësirë, avionë të ndryshëm, armë dhe pajisje të automatizuara, pajisje mjekësore etj. Motorë të tillë janë kryesisht motorë specialë ose motorë të rinj, duke përfshirë motorët që ndryshojnë nga parimi i përgjithshëm elektromagnetik në parim, strukturën dhe mënyrën e funksionimit, kryesisht motorë sinkron me shpejtësi të ulët, motorë harmonikë, motorë me kënd të kufizuar, motorë ultrasonikë, motorë me mikrovalë, motorë kapacitiv, motorë elektrostatikë, etj. motorët e përgjithshëm në parim, strukturë dhe funksionim. Shfaqja dhe zhvillimi i këtyre motorëve janë të lidhur ngushtë me zhvillimin e teknologjisë elektronike dhe teknologjisë së kontrollit.
3 Teknologjia e produktit të ri me mikro motor
Me përparimin e vazhdueshëm të shkencës dhe teknologjisë dhe kërkesat e reja të aplikimeve praktike, ka pasur një shumëllojshmëri të motorëve mikro-specialë që janë të ndryshëm nga motorët elektromagnetikë tradicionalë. Ata miratojnë koncepte, metoda, struktura dhe parime të reja të projektimit.
3.1 Motori pa furça me magnet të përhershëm
Motori pa furçë është drejtimi i zhvillimit të mikro motorit, i cili është aplikuar në fushat e informacionit, pajisjeve shtëpiake, audio dhe video, transport etj. Me zhvillimin e shpejtë të materialeve të magnetit të përhershëm dhe teknologjisë së elektronikës së energjisë, performanca vazhdon të përmirësohet, çmimi vazhdon të ulet, motori pa furça do të zhvillohet më tej, kërkesa do të jetë gjithnjë e më e madhe, krahasuar me motorin e përgjithshëm asinkron, konsumi i energjisë së motorit të ri pa furça u ul me 30% ~ 35%, për të përmbushur kërkesat e efikasitetit të lartë, kursimit të peshës së energjisë, i vogël, i vogël.
Edhe pse çmimi i kostos së motorëve pa furça është më i lartë se ai i motorëve asinkron, për shkak të konsumit të vogël të energjisë, efikasitetit të lartë dhe kostove të reduktuara të funksionimit, nga pikëpamja e ruajtjes së energjisë, popullariteti i motorëve pa furça është i detyruar të jetë trendi i The Times. Kompanitë e mëdha botërore kanë nisur një konkurrencë të ashpër në fushën e motorëve pa furça. Prandaj, me përmirësimin e performancës së komponentëve dhe materialeve, performanca e motorëve pa furça gjithashtu do të përmirësohet shumë, dhe konkurrenca e shpejtësisë së zhvillimit të teknologjisë do të jetë më e spikatur.
3.2 Motor tejzanor
motori tejzanor (motor ultrasonik, motori ultrasonik, Shkurtesa USM) është përdorimi i efektit piezoelektrik të anasjelltë të materialeve piezoelektrike, në mënyrë që trupi elastik (statori) në brezin e frekuencës tejzanor të prodhojë dridhje mekanike mikroskopike (frekuenca e dridhjeve ndërmjet 20 kHz), nëpërmjet statorit dhe fërkimit të statorit. dridhje mikroskopike në rrotullimin makro të rotorit (ose të lëvizshëm) me një drejtim (ose lëvizje lineare). Ai thyen konceptin e motorit tradicional që shpejtësia dhe çift rrotullimi fitohen nga efekti elektromagnetik dhe është një tjetër teknologji e re e jashtëzakonshme në zhvillimin e teknologjisë së mikro motorëve.
Krahasuar me motorin tradicional, motori tejzanor ka një sërë avantazhesh: (1) strukturë e thjeshtë, përbëhet nga dy komponentë bazë: pjesë dridhje dhe pjesë lëvizëse; (2) çift rrotullimi i vëllimit të njësisë është i madh, që është 10 herë më i madh se motori tradicional me të njëjtin vëllim; (3) Performanca me shpejtësi të ulët është e mirë, shpejtësia mund të rregullohet në zero, mund të prodhojë drejtpërdrejt çift rrotullues të madh me shpejtësi të ulët; (4) Çift rrotullues i madh frenimi, nuk kërkohet frenim shtesë; (5) Konstante kohore e vogël mekanike, performancë e mirë e shpejtë; (6) Nuk ka fusha magnetike dhe elektrike, pa ndërhyrje elektromagnetike dhe zhurmë elektromagnetike.
Aktualisht, shumë kompani në disa vende të huaja si Japonia kanë marrë aplikim praktik tregtar. Produktet e reja të motorëve tejzanor nga Canon, Panasonic, Hitachi dhe kompani të tjera janë përdorur në kamera, videokamera dhe instrumente optike të avancuara. Drejtimi i zhvillimit të teknologjisë motorike tejzanor është përmirësimi i mëtejshëm i efikasitetit.
Motori tejzanor adopton një parim dhe strukturë të re, nuk ka nevojë për magnet dhe mbështjellje, por përdor efektin e anasjelltë piezoelektrik të materialeve piezoelektrike dhe dridhjet tejzanor për të marrë drejtpërdrejt lëvizjen dhe forcën (momentin). Ai thyen konceptin e motorit që shpejtësia dhe çift rrotullimi fitohen nga efekti elektromagnetik i deritanishëm dhe është një teknologji e teknologjisë së lartë në ballë të shkencës aktuale botërore. Për shkak të ultrazërit, motori ka shumë karakteristika që motori elektromagnetik nuk i ka, megjithëse shpikja dhe zhvillimi i tij është vetëm 20 vjet histori, por në hapësirën ajrore, robotikë, automobila, pozicionim preciz, pajisje mjekësore, mikromakineri dhe fusha të tjera janë aplikuar me sukses.
3.3 Motori me presion dinamik me shpejtësi të lartë
Me zhvillimin e produkteve të informacionit në drejtim të efikasitetit të lartë, densitetit të lartë dhe mikro-hollimit, motori me magnet të përhershëm preciz pa furçë që e mbështet atë ka një shpejtësi deri në 8000 ~ 50000r/min. Kushinetat e motorëve me shpejtësi të lartë do të zëvendësojnë gjithashtu kushinetat tradicionale të zakonshme me kushinetat dinamike të presionit për të kapërcyer shumë probleme teknike të shkaktuara nga shpejtësia e lartë. Krahasuar me kushinetën e topit dhe kushinetën e thjeshtë, kushinetja dinamike e presionit ka shumë përparësi. Mund të pengojë lëkundjen e parregullt të boshtit, të përmirësojë rezistencën ndaj ndikimit, jetëgjatësinë, zhurmën e ulët etj.
Motori me presion dinamik ka dy lloje të lëngjeve dhe ajrit, shpejtësia e përgjithshme është e ulët me mbajtësin e presionit dinamik të lëngut, shpejtësia e lartë me mbajtësin e presionit dinamik të ajrit. Megjithëse ka ende disa probleme teknike për t'u zgjidhur më tej, drejtimi i zhvillimit të motorëve me presion dinamik me shpejtësi të lartë është konfirmuar përgjithësisht.
3.4 Motori linear
Me zhvillimin e shpejtë të teknologjisë së kontrollit automatik, kërkesat e saktësisë së pozicionimit të sistemeve të ndryshme të kontrollit automatik po bëhen gjithnjë e më të larta, dhe motori tradicional rrotullues i shoqëruar me një grup mekanizmi transformimi të përbërë nga pajisje të lëvizjes lineare nuk mund të plotësojë kërkesat e saktësisë, ngasja lineare direkte është një nga përmbajtjet e kërkimit modern të teknologjisë së servo drive, motori linear është një nga teknologjitë kryesore. Fusha e aplikimit të motorit linear është gjithashtu e gjerë, në nevojën për lëvizje lineare të pajisjes, përdorimi i motorit linear me lëvizje direkte do të jetë superior ndaj motorit rrotullues. Saktësia e kontrollit mund të përmirësohet sepse mekanizmi i transformimit të lëvizjes është hequr.
3.5 Supermikro motor
Teknologjia e mikro motorëve është një fushë e re e teknologjisë së lartë e teknologjisë së sistemit mikroelektromekanik (MEMS) e zhvilluar në 20 vitet e fundit, e cila karakterizohet nga teknologjia e mikro-përpunimit të bazuar në materialin gjysmëpërçues silikon, i përdorur për prodhimin e pajisjeve me funksione të konvertimit të energjisë dhe transmetimit në diapazonin e madhësisë nga milimetri në mikron. Shfaqja e teknologjisë MEMS ka bërë një hap revolucionar në teknologjinë tradicionale të prodhimit mekanik.
Ultramikromotori ka parimin elektrostatik të ultramikromotorit dhe ultramikromotorit elektromagnetik, sepse ultramikromotori elektromagnetik është më i madh se çift rrotullimi elektrostatik ultramikromotor, efikasitet i lartë i konvertimit, jetë i gjatë, ai është aplikuar në shumë fusha si endoskopët, mikrorobotët etj. Aktualisht, Shtetet e Bashkuara të Amerikës, Japonia, Rusia, Gjermania dhe vende të tjera kanë investuar shumë fuqi punëtore, burime materiale dhe financiare për të kryer kërkimin dhe aplikimin e kësaj teknologjie dhe kanë bërë përparim të madh dhe disa kanë arritur në praktikë. Për shembull, kompania japoneze Toshiba zhvilloi një peshë prej 40 mg, shpejtësi 60 ~ 1000r/min, tension 1.7 V, diametër prej vetëm 0.8 mm në mikro motorin më të vogël në botë, siç është Universiteti i Shanghait Jiao Tong po zhvillon gjithashtu një diametër prej 1 mm mikro motor. Mund të pritet që me zhvillimin dhe aplikimin e teknologjisë së nanofabrikimit, të zhvillohen shumë edhe supermikro motorët, në mënyrë që të kenë më shumë fusha aplikimi.
3.6 Motori molekular
Duke u shfaqur me zhvillimin e MEMS, sistemit nano elektrik (na2noelectromechanicalsystems, NEMS), madhësitë e veçorive mund të jenë nga disa qindra në disa nanometra, disa prej të cilave kanë aplikime të rëndësishme potenciale në fushën biomjekësore. RickyK. Soong et al. nga Universiteti Cornell në Shtetet e Bashkuara të Amerikës integroi një motor të vetëm biomolekular me një sistem inorganik në shkallë nano për të formuar një pajisje nanomekanike hibride të drejtuar nga një motor molekular. Duke hidrolizuar ATP (adenozinë trifosfat) në një sistem aktiv, motori biomolekular (më pak se 8 nm në diametër dhe 14 nm në gjatësi) është i aftë të gjenerojë një çift rrotullues maksimal prej 80 deri në 100 pN·nm, në përputhje me madhësinë dhe konstantat mekanike të strukturave nanomekanike që mund të prodhohen sot. Kjo teknologji e re pritet të luajë një rol në pastrimin e enëve të gjakut.
Trendi i zhvillimit të mikro motorëve 4
Pas hyrjes në shekullin e 21-të, zhvillimi i qëndrueshëm i ekonomisë botërore po përballet me dy çështje kyçe ———— energjia dhe mbrojtja e mjedisit, nga njëra anë, përparimi i shoqërisë njerëzore, njerëzit kanë kërkesa gjithnjë e më të larta për cilësinë e jetës dhe ndërgjegjësimi për mbrojtjen e mjedisit po bëhet gjithnjë e më i fortë, sepse mikromotori nuk përdoret vetëm në ndërmarrjet industriale dhe minerare, por gjithashtu përdoret veçanërisht në industrinë komerciale dhe të shërbimit të drejtpërdrejtë. rrezikon sigurinë e pronës personale; Dridhja, zhurma dhe ndërhyrja elektromagnetike e motorit do të bëhen rrezik publik i ndotjes së mjedisit. Efikasiteti i motorit lidhet drejtpërdrejt me konsumin e energjisë dhe emetimet e gazit të dëmshëm, kështu që kërkesat ndërkombëtare për këta tregues teknikë janë gjithnjë e më të rrepta, ka tërhequr vëmendjen e industrisë së motorëve brenda dhe jashtë vendit, nga struktura motorike, procesi, materialet, komponentët elektronikë, linjat e kontrollit dhe dizajni elektromagnetik dhe aspekte të tjera të kërkimit të ruajtjes së energjisë, mikromotoreve të reja për qëllime të shkëlqyera të prodhimit në bazën e standardeve të tjera të energjisë ndërkombëtare, do të zbatojë raundin e ri të rendimentit të ri të energjisë në bazën e produkteve të tjera përkatëse të energjisë. kursimi dhe mbrojtja e mjedisit, si dhe promovimi i progresit përkatës teknologjik, si p.sh. stampimi i ri i motorit, dizajni i mbështjelljes, përmirësimi i strukturës së ventilimit dhe materialet magnetike me humbje të ulët dhe me përshkueshmëri të lartë, materiale magnetike të përhershme të tokës së rrallë, teknologjia e reduktimit të zhurmës dhe dridhjeve, teknologjia e elektronikës së energjisë, teknologjia e kontrollit, teknologjia e reduktimit të ndërhyrjeve elektromagnetike dhe kërkime të tjera të aplikimit.
Nën premisën e përshpejtimit të tendencës së globalizimit ekonomik, vendet i kushtojnë më shumë vëmendje dy çështjeve kryesore të kursimit të energjisë dhe mbrojtjes së mjedisit, forcimit të shkëmbimeve dhe bashkëpunimit teknik ndërkombëtar dhe përshpejtimit të ritmit të inovacionit teknologjik, tendenca e zhvillimit të teknologjisë mikro motorike është: (1) adoptimi i teknologjisë së lartë dhe të re dhe zhvillimi në drejtimin elektronik; (2) Efikasitet i lartë, kursim i energjisë dhe zhvillim i gjelbër; (3) Për besueshmërinë e lartë, zhvillimin e pajtueshmërisë elektromagnetike; (4) Për zhurmë të ulët, dridhje të ulët, kosto të ulët, zhvillim çmimi; (5) Për zhvillim të specializuar, të larmishëm dhe inteligjent.
Përveç kësaj, mikro motori është modularizimi, kombinimi, drejtimi inteligjent i mekatronikës dhe pa furça, pa bërthamë hekuri, drejtimi i përhershëm i magnetizimit, veçanërisht vlen të përmendet se me aplikimin e mikro motorit, mjedisi ndryshon, parimi elektromagnetik tradicional i motorit nuk mund të përmbushet plotësisht. Me arritjet e reja të disiplinave të lidhura, duke përfshirë parimet e reja dhe materialet e reja, zhvillimi i motorëve mikro-specialë me parime jo elektromagnetike është bërë një drejtim i rëndësishëm i zhvillimit motorik.
