Mikromotor hänvisar till principen, struktur, prestanda, funktion och så vidare skiljer sig från den konventionella motorn, och volymen och utgångseffekten är mycket liten motor. I allmänhet är mikromotorns ytterdiameter inte större än 130 mm, och kraften är mellan hundratals milliwatt och hundratals watt. Det har använts i stor utsträckning i militär och civil modern utrustning och dess kontrollsystem, såsom artillerikontroll, missilvägledning, automatisk pilot av flygplan, CNC -maskinverktyg, shuttleless vävstolkontroll, industriell symaskinstyrning, telemetri och fjärrkontroll, ljud- och videoutrustning, automatiska instrument och datorpromenader, etc., alla som använder en stor antal micro -motorer.
I dag, i praktiska tillämpningar, har mikromotorer utvecklats från den förflutna enkla startkontrollen, syftet med att tillhandahålla kraft, till exakt kontroll av dess hastighet, position, vridmoment etc., särskilt inom industriell automatisering, kontorsautomation och hemmautomation, nästan all användning av motorsteknologi, mikroelektronikteknik och kraftelektronikteknik kombinerade mechatronics -produkter. Elektronisering är en oundviklig trend i utvecklingen av mikromotorer.
2 Applikationsfält för mikromotor （Hollow Cup Motor )
Modern Micro Motor -teknik integrerar ett antal höga och nya tekniker som motorer, datorer, kontrollteori och nya material och flyttar från militär och industriell till vardagen. Därför bör utvecklingen av mikroteknologi anpassas till utvecklingsbehovet för pelarindustrin och högteknologiska industrier. Mikromotor används huvudsakligen i följande aspekter:
2.1 Micro Special Motors for Home Appliances
För att kontinuerligt uppfylla användarkraven och anpassa sig till informationsålderns behov, för att uppnå energibesparing, komfort, nätverk, intelligens och till och med nätverkshemmapparater (informationshemmapparater), är ersättningscykeln för hushållsapparater mycket snabba, och kraven på hög effektivitet, lågbrus, låg vibration, lågt pris, justerbar hastighet och intelligens läggs fram för stödmotorn. Mikromotorer för hushållsapparater står för 8% av det totala antalet mikromotorer: inklusive luftkonditioneringsapparater, tvättmaskiner, kylskåp, mikrovågsugnar, elektriska fläktar, dammsugare, avvattningsmaskiner etc.
Världens årliga efterfrågan på 450 till 500 miljoner enheter (uppsättningar), sådan motorkraft är inte stor, utan en mängd olika. Utvecklingstrenderna för mikromotorer för hushållsapparater är: ① Permanent magnet borstlösa motorer kommer gradvis att ersätta enfas asynkrona motorer; ② Optimera design, förbättra produktkvaliteten och effektiviteten; ③ Anta ny struktur och ny teknik för att förbättra produktionseffektiviteten.
2.2 Mikromotor för informationsbehandlingsutrustning
Informationsbehandlingsutrustning med mikromotorer stod för 29%: inklusive informationsinmatning, lagring, bearbetning, utgång, ledning och andra länkar, inklusive kommunikationsutrustning. Världen behöver 1,5 miljarder (uppsättningar) per år, främst permanent magnet DC -motorer, borstlösa DC -motorer, stegmotorer, mikro synkronmotorer och så vidare. Microcomputer (PC) årlig produktion på cirka 100 miljoner enheter 2000 2005 förväntas vara 200 miljoner enheter, för sina stödjande nyckelkomponenter i mikromotorens efterfrågan, allt högre krav. De flesta av dessa motorer är Precision Permanent Magnet Brushless Motors och Precision Stepper Motors.
Deras egenskaper och utvecklingsanvisningar är:
(1) Höginvesteringsprodukter Denna typ av motor har mycket höga krav på stabiliteten i hastigheten och utkörningen av den roterande axeln, så denna typ av motor är en kombination av avancerad tillverkningsteknik och Emerging Power Electronics-teknik för högteknologiska, höga investeringsprodukter, koncentrerade i allmänhet i internationell utveckling och produktion av stora företag.
(2) Miniatyrisering och flagnande för att tillgodose behoven av miniatyrisering och portabilitet hos informationsprodukter, miniatyrisering och flagniga krav läggs fram för deras stödmotorer.
(3) Hög hastighet Med den kontinuerliga förbättringen av lagringstätheten för datorns kringutrustning krävs att den stödjande motoriska hastigheten ska vara över 8000R/ min.
2.3 Mikromotor för bil
Mikromotorer för bilar stod för 13%, inklusive startgeneratorer, torkarmotorer, motorer för luftkonditionering och kylfläktar, elektriska speedometrar, fönsterlyftare och dörrlåsmotorer. År 2000 var världens bilproduktion cirka 54 miljoner, med i genomsnitt 15 motorer per fordon och 810 miljoner behövdes över hela världen.
Automotive Micro Motor Technology Development Focus:
(1) Högeffektiv, hög kraft, energibesparing genom höghastighet, högpresterande magnetiskt materialval, högeffektivkylning medel och förbättrar effektiviteten hos styrenheten och andra åtgärder för att förbättra dess driftseffektivitet.
(2) Intelligent för att uppnå intelligent motor och kontroller av bilen, så att bilen går i bästa tillstånd, för att uppnå minsta energiförbrukning.
2.4 Mikromotor för ljudutrustning
Ljudutrustning med mikromotorer stod för 18%, inklusive skivspelare, inspelare, VCD och DVD -videor. Efterfrågan på världen är mer än 1 miljard enheter per år. För närvarande har den inhemska produktionen stått för cirka 60%, främst tryckt lindningsmotor, lindande skivmotor och så vidare.
2.5 Mikromotor för videoutrustning
Videutrustning med mikromotorer stod för 7%, inklusive kameror, kameror och så vidare. Världens årliga efterfrågan på 350 till 400 miljoner enheter (uppsättningar), sådana motorer är precision, tillverkning och bearbetning är svår, särskilt efter att ha kommit in i det digitala, motorn ställer mer krävande krav.
2.6 Mikromotor för industriell elektrisk drivkraft och kontroll
Denna typ av mikromotor står för 2%, inklusive CNC -maskinverktyg, manipulatorer, robotar, etc. Huvudsakligen för AC -servomotor, kraftstegsmotor, bred hastighet DC -motor, AC -borstlös motor och så vidare. Denna typ av motor har många sorter, höga tekniska krav och är en klass av motor med snabbare inhemsk efterfrågan.
2.7 Mikromotor för specialändamål
Denna typ av motor står för cirka 23%, inklusive flyg- och rymdflyg, olika flygplan, automatiserade vapen och utrustning, medicinsk utrustning och så vidare. Such motors are mostly special motors or new motors, including motors that are different from the general electromagnetic principle in principle, structure and operation mode, mainly low-speed synchronous motors, harmonic motors, limited Angle motors, ultrasonic motors, microwave motors, capacitive motors, electrostatic motors, etc. Among them, ultrasonic motor, microwave motor, capacitive motor and electrostatic motor are special motors which are different from general Motorer i princip, struktur och drift. Framväxten och utvecklingen av dessa motorer är nära besläktade med utvecklingen av elektronisk teknik och kontrollteknik.
3 Micro Motor New Product Technology
Med den kontinuerliga framstegen inom vetenskap och teknik och de nya kraven i praktiska tillämpningar har det funnits en mängd mikro-speciella motorer som skiljer sig från traditionella elektromagnetiska motorer. De antar nya designkoncept, metoder, strukturer och principer.
3.1 Permanent magnetborstlös motor
Borstlös motor är utvecklingsriktningen för mikromotor, som har tillämpats inom områdena information, hushållsapparater, ljud och video, transport och så vidare. Med den snabba utvecklingen av permanenta magnetmaterial och kraftelektronikteknik fortsätter prestandan att förbättras, priset fortsätter att minska, borstlös motor kommer att utvecklas, efterfrågan kommer att vara mer och mer stor, jämfört med den allmänna asynkrona motoren, den nya borstfria kraftförbrukningen minskas med 30% ~ 35%, för att uppfylla kraven för hög effektivitet, energibesparing, liten, lätt vikt.
Även om kostnadspriset för borstlösa motorer är högre än för asynkrona motorer, på grund av liten kraftförbrukning, hög effektivitet och minskade driftskostnader, ur energibesparing, kommer populariteten för borstlösa motorer säkert att vara tidens trend. Världens stora företag har lanserat en hård konkurrens inom området borstlösa motorer. Därför, med förbättringen av prestandan för komponenter och material, kommer prestandan för borstlösa motorer också att förbättras kraftigt, och hastighetskonkurrensen för teknikutveckling kommer att vara mer framträdande.
3.2 Ultraljudsmotor
ultrasonicmotor (ultrasonicmotor, ultrasonicmotor, Abbreviation USM) is the use of the inverse piezoelectric effect of piezoelectric materials, so that the elastic body (stator) in the ultrasonic frequency band to produce microscopic mechanical vibration (vibration frequency above 20kHz), through the friction between the stator and the rotor (or movable), the stator's microscopic Vibration i rotorn (eller rörlig) makro-enkelriktningsrotation (eller linjär rörelse). Det bryter konceptet med den traditionella motorn att hastigheten och vridmomentet erhålls genom den elektromagnetiska effekten och är en annan anmärkningsvärd ny teknik i utvecklingen av mikromotorteknologi.
Jämfört med den traditionella motorn har ultraljudsmotor en serie fördelar: (1) enkel struktur består den av två grundläggande komponenter: vibrationsdelar och rörliga delar; (2) Enhetsvolymmomentet är stort, vilket är tio gånger den för den traditionella motorn med samma volym; (3) låghastighetsprestanda är bra, hastigheten kan justeras till noll, kan direkt mata ut stort vridmoment med låg hastighet; (4) stort bromsmoment, ingen ytterligare broms krävs; (5) liten mekanisk tidskonstant, bra snabb prestanda; (6) Inga magnetiska och elektriska fält, ingen elektromagnetisk störning och elektromagnetiskt brus.
För närvarande har många företag i vissa utländska länder som Japan fått kommersiell praktisk tillämpning. Nya produkter av ultraljudsmotorer från Canon, Panasonic, Hitachi och andra företag har använts i avancerade kameror, videokameror och optiska instrument. Utvecklingsriktningen för ultraljudsmotortekniken är att ytterligare förbättra effektiviteten.
Ultrasonic Motor antar en ny princip och struktur, behöver inte magneter och spolar, men använder den omvända piezoelektriska effekten av piezoelektriska material och ultraljudsvibration för att direkt få rörelse och kraft). Det bryter motorns koncept att hastigheten och vridmomentet erhålls genom den elektromagnetiska effekten hittills och är en högteknologisk teknik i framkant inom den nuvarande världsvetenskapen. På grund av ultraljud har motorn många egenskaper som den elektromagnetiska motorn inte har, även om dess uppfinning och utveckling endast är 20 års historia, men inom flyg-, robotik, bilar, precisionspositionering, medicinsk utrustning, mikromaskiner och andra fält har framgångsrikt tillämpats.
3.3 Höghastighetsdynamisk trycklagermotor
Med utvecklingen av informationsprodukter i riktning mot hög effektivitet, hög densitet och mikro tunn, har den precision permanentmagnet borstfri motor som stöder den en hastighet på upp till 8000 ~ 50000r/ min. Lager av höghastighetsmotorer kommer också att ersätta traditionella vanliga lager med dynamiska trycklager för att övervinna många tekniska problem orsakade av hög hastighet. Jämfört med kullager och vanligt lager har dynamiskt trycklager många fördelar. Det kan hämma oregelbunden axelsving, förbättra slagmotståndet, långt liv, lågt brus och så vidare.
Dynamisk trycklager har två typer av vätska och luft, den allmänna hastigheten är låg med vätskedynamiskt trycklager, hög hastighet med luftdynamiskt trycklager. Även om det fortfarande finns några tekniska problem som ska lösas ytterligare har utvecklingsriktningen för höghastighetsdynamiska tryckbärande motorer i allmänhet bekräftats.
3.4 Linjär motor
Med den snabba utvecklingen av automatisk kontrollteknologi blir positioneringsnoggrannhetskraven för olika automatiska styrsystem högre och högre, och den traditionella rotationsmotoren i kombination med en uppsättning transformationsmekanism som består av linjära rörelseanordningar kan inte uppfylla noggrannhetskraven, är direkt linjär enhet en av innehållet i modern servodrivningsteknikforskning, linjär motor är en av nyckeln. Applikationsfältet för linjär motor är också brett, i behovet av linjär rörelse hos enheten, användningen av direktdrivningslinjär motor kommer att vara överlägsen rotationsmotorn. Kontrollprecisionen kan förbättras eftersom rörelsemekanismen utelämnas.
3.5 Supermicro Motor
Micro Motor Technology är ett nytt högteknologiskt fält av mikroelektromekanisk systemteknologi (MEMS) som utvecklats under de senaste 20 åren, vilket kännetecknas av mikro-machineringsteknik baserat på halvledarmaterial kisel, som används för att tillverka enheter med energikonvertering och överföringsfunktioner i storleksintervallet från millimeter till mikron. Framväxten av MEMS -teknik har gjort ett revolutionerande språng inom traditionell mekanisk tillverkningsteknik.
Ultramicromotor har den elektrostatiska principen för ultramikromotorisk och elektromagnetisk ultramikromotor, eftersom den elektromagnetiska ultramikromotoren är större än den elektrostatiska ultramikromotoriska vridmomentet, hög omvandlingseffektivitet, lång livslängd, den har tillämpats på många områden som endoskop, mikrorobot och så på. För närvarande har USA, Japan, Ryssland, Tyskland och andra länder investerat mycket arbetskraft, materiella och ekonomiska resurser för att genomföra forskning och tillämpning av denna teknik och har gjort stora framsteg, och vissa har nått praktiska. Till exempel utvecklade Japan Toshiba Company en vikt på 40 mg, hastighet 60 ~ 1000r/ min, spänning 1,7V, en diameter på endast 0,8 mm i världens minsta mikromotor, såsom Shanghai Jiao Tong University utvecklar också en diameter på 1 mm mikromotor. Det kan förväntas att med utveckling och tillämpning av nanofabriceringsteknik kommer Supermicro Motors också att utvecklas kraftigt, så att de har fler applikationsfält.
3,6 molekylmotor
Visades med utvecklingen av MEMS, Nano Electrical System (Na2NoelectromechanicalSystems, NEMS), funktionsstorlekar kan vara från några hundra till några nanometer, av vilka några har viktiga potentiella tillämpningar inom biomedicinskt område. Rickyk. Soong et al. Från Cornell University i USA integrerade en enda biomolekylär motor med ett nanoskala oorganiskt system för att bilda en hybrid nanomekanisk anordning som drivs av en molekylmotor. Genom hydrolysering ATP (adenosintrifosfat) i ett aktivt system kan det biomolekylära (mindre än 8nm i diameter och 14 nm i längd) generera ett maximalt vridmoment på 80 till 100pn · nm, kompatibel med storleken och mekaniska konstanter för nanomekaniska strukturer som kan produceras idag. Denna nya teknik förväntas spela en roll i rengöring av blodkärl.
4 Micro Motor Development Trend
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 the Motor äventyrar direkt säkerheten för personlig egendom; Motorns vibration, brus och elektromagnetiska störningar kommer att bli den allmänna risken för att förorena miljön. 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 Sparande och miljöskydd och främjar relevanta tekniska framsteg, såsom ny motorstampning, lindningsdesign, förbättring av ventilationsstruktur och låg förlust och högpermeabilitetsmagnetiska material, sällsynta jordartsmagnetmaterial, brus och vibrationsminskningsteknik, kraftelektronikteknik, kontrollteknologi, minska elektromagnetiska interferenssteknik och annan applikationsforskning.
Under förutsättningen att påskynda trenden med den ekonomiska globaliseringen ägnar länder mer uppmärksamhet på de två huvudsakliga frågorna om energibesparing och miljöskydd, stärker internationella tekniska utbyten och samarbetet och påskyndar takten på teknisk innovation, utvecklingstrenden för mikroteknik är: (1) Anta högt och ny teknik och utvecklas i riktning för elektronisk; (2) högeffektiv, energibesparing och grön utveckling; (3) till hög tillförlitlighet, elektromagnetisk kompatibilitetsutveckling; (4) till lågt brus, låg vibration, låg kostnad, prisutveckling; (5) till specialiserad, diversifierad, intelligent utveckling.
Dessutom är mikromotor modularisering, kombination, intelligent mekatronikriktning och borstlös, ingen järnkärna, permanent magnetiseringsriktning, särskilt anmärkningsvärd är att med applicering av mikromotor, miljön förändras, den traditionella elektromagnetiska principen för motorn kan inte vara helt nöjd. Med de nya prestationerna av relaterade discipliner, inklusive nya principer och nya material, har utvecklingen av mikrospecifika motorer med icke-elektromagnetiska principer blivit en viktig riktning för motorutvecklingen.
