1 微特電機的的簡介

微特電機是指原理、結構、性能、作用等與常規(guī)電機不同,并且體積和輸出功率都很小的電機。一般地,微特電機的外徑不大于130mm,功率在數(shù)百毫瓦和數(shù)百瓦之間。在軍事、民用各種現(xiàn)代化裝備及其控制系統(tǒng)中得到廣泛的應用,如火炮控制、導彈制導、飛機自動駕駛、數(shù)控機床、無梭織機控制、工業(yè)縫紉機控制、遙測遙控、音像設備、自動化儀表及計算機外圍設備等,都大量使用了各種微特電機。

如今,在實際應用中,微特電機已由過去簡單的起動控制、提供動力的目的,發(fā)展到對其速度、位置、轉矩等的精確控制,特別是工業(yè)自動化、辦公自動化和家庭自動化方面,幾乎都采用了電機技術、微電子技術和電力電子技術等相結合的機電一體化產(chǎn)品。電子化是微特電機發(fā)展的一個必然趨勢。

2微特電機的應用領域

現(xiàn)代的微特電機技術綜合了電機、計算機、控制理論、新材料等多項高新技術,正從軍事、工業(yè)走向日常生活。因此,微特電機技術的發(fā)展要與支柱產(chǎn)業(yè)和高新產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求相適應。微特電機主要應用于以下幾個方面:

2.1家電用微特電機

為了不斷滿足用戶要求和適應信息時代的需求,實現(xiàn)節(jié)能化、舒適化、網(wǎng)絡化、智能化,甚至網(wǎng)絡家電(信息家電) ,家電的更新?lián)Q代周期很快,對為其配套的電機提出了高效率、低噪聲、低振動、低價格、可調速和智能化的要求。家用電器用的微特電機占微特電機總量的8%:包括空調機、洗衣機、電冰箱、微波爐、電風扇、吸塵器、脫排水機等。

全世界每年需求量在4.5～5億臺(套) ,此類電機功率不大,但是種類繁多。家電用微特電機的發(fā)展趨勢有: ①永磁無刷電動機將逐步替代單相異步電動機; ②進行優(yōu)化設計、提高產(chǎn)品的質量和效率; ③采用新結構、新工藝,提高生產(chǎn)效率。

2.2信息處理設備用微特電機

信息處理設備用微特電機占29%:包括信息輸入、存儲、處理、輸出、傳導等環(huán)節(jié),其中也包括通信設備。全世界每年需要15億臺(套) ,主要有永磁直流電機、無刷直流電機、步進電機、微型同步電機等。微型計算機(PC機)年產(chǎn)量2000年約1億臺,2005年預計2億臺,為其配套的關鍵部件微電機需求量大,要求越來越高。這類電機絕大部分是精密永磁無刷電動機和精密步進電機。它們的特點和發(fā)展方向是:

(1)高投資類產(chǎn)品 這類電機對轉速的穩(wěn)定度和轉軸的跳動度要求非常之高,所以這類電機是先進制造技術和新興電力電子技術結合的高技術、高投資類產(chǎn)品,國際上一般集中在大公司開發(fā)和生產(chǎn)。

(2)小型化、片狀化 為了滿足信息產(chǎn)品小型化和隨身攜帶的需求,對其配套電機提出了小型化,片狀化的要求。

(3)高速化 隨著計算機外設存儲密度的不斷提高,要求為其配套的電機轉速應在8000r/ min之上。

2.3汽車用微特電機

汽車用微特電機占13%,包括起動發(fā)電機、刮水器電機、空調及冷卻風扇用的電機、電動速度表電機及搖窗電機、門鎖電機等。2000年世界汽車產(chǎn)量約5400萬輛,平均每輛汽車需用15臺電機,則全球需要8.1億臺。汽車用微特電機技術發(fā)展重點為:

(1)高效率、高出力、節(jié)能型 通過高速化、高性能磁性材料選用、高效率冷卻手段和提高控制器效率等措施,提高其運行效率。

(2)智能化 對汽車電機和控制器實現(xiàn)智能化,使汽車運行在最佳狀態(tài),達到能耗最小。

2.4音響設備用微特電機

音響設備用微特電機占18%,包括電唱機、錄音機、VCD視盤及DVD視盤等。全世界每年需求量在10億臺(套)以上。目前國內生產(chǎn)已占60 %左右,主要有印刷繞組電機、繞線盤式電機等。

2.5視象設備用微特電機

視象設備用微特電機占7%,包括攝像機、照相機等。全世界每年需求量在3. 5～4億臺(套) ,此類電機屬精密型,制造加工難度大,尤其進入數(shù)字化后,對電機提出了更苛刻的要求。

2.6 工業(yè)電氣驅動及控制用微特電機

這類微特電機占2%,包括數(shù)控機床、機械手、機器人等。主要為交流伺服電機、功率步進電機、寬調速直流電機、交流無刷電動機等。此類電機品種多,技術要求高,是國內需求量上升較快的一類電機。

2.7特種用途微特電機

該類電機約占23%,包括宇航飛行、各種飛行器、自動化武器裝備、醫(yī)療設備等。此類電機多為特殊電機或新型電機,包括從原理上、結構上和運行方式上都不同于一般電磁原理的電機,主要為低速同步電動機、諧波電動機、有限轉角電動機、超聲波電動機、微波電動機、電容式電動機、靜電電動機等。其中超聲波電動機、微波電動機、電容式電動機、靜電電動機是從原理、結構及運行上均不同于一般電機的特種電機。這些電機的出現(xiàn)、發(fā)展與電子技術的發(fā)展、控制技術的發(fā)展有著密不可分的關系。