微特电机的介绍及应用领域

1 微特电机的的简介

微特电机是指原理、结构、性能、作用等与常规电机不同,并且体积和输出功率都很小的电机。一般地,微特电机的外径不大于130mm,功率在数百毫瓦和数百瓦之间。在军事、民用各种现代化装备及其控制系统中得到广泛的应用,如火炮控制、导弹制导、飞机自动驾驶、数控机床、无梭织机控制、工业缝纫机控制、遥测遥控、音像设备、自动化仪表及计算机外围设备等,都大量使用了各种微特电机。

如今,在实际应用中,微特电机已由过去简单的起动控制、提供动力的目的,发展到对其速度、位置、转矩等的精确控制,特别是工业自动化、办公自动化和家庭自动化方面,几乎都采用了电机技术、微电子技术和电力电子技术等相结合的机电一体化产品。电子化是微特电机发展的一个必然趋势。

2微特电机的应用领域

现代的微特电机技术综合了电机、计算机、控制理论、新材料等多项高新技术,正从军事、工业走向日常生活。因此,微特电机技术的发展要与支柱产业和高新产业的发展需求相适应。微特电机主要应用于以下几个方面:

2.1家电用微特电机

为了不断满足用户要求和适应信息时代的需求,实现节能化、舒适化、网络化、智能化,甚至网络家电(信息家电) ,家电的更新换代周期很快,对为其配套的电机提出了高效率、低噪声、低振动、低价格、可调速和智能化的要求。家用电器用的微特电机占微特电机总量的8%:包括空调机、洗衣机、电冰箱、微波炉、电风扇、吸尘器、脱排水机等。

全世界每年需求量在4.5～5亿台(套) ,此类电机功率不大,但是种类繁多。家电用微特电机的发展趋势有: ①永磁无刷电动机将逐步替代单相异步电动机; ②进行优化设计、提高产品的质量和效率; ③采用新结构、新工艺,提高生产效率。

2.2信息处理设备用微特电机

信息处理设备用微特电机占29%:包括信息输入、存储、处理、输出、传导等环节,其中也包括通信设备。全世界每年需要15亿台(套) ,主要有永磁直流电机、无刷直流电机、步进电机、微型同步电机等。微型计算机(PC机)年产量2000年约1亿台,2005年预计2亿台,为其配套的关键部件微电机需求量大,要求越来越高。这类电机绝大部分是精密永磁无刷电动机和精密步进电机。它们的特点和发展方向是:

(1)高投资类产品 这类电机对转速的稳定度和转轴的跳动度要求非常之高,所以这类电机是先进制造技术和新兴电力电子技术结合的高技术、高投资类产品,国际上一般集中在大公司开发和生产。

(2)小型化、片状化 为了满足信息产品小型化和随身携带的需求,对其配套电机提出了小型化,片状化的要求。

(3)高速化 随着计算机外设存储密度的不断提高,要求为其配套的电机转速应在8000r/ min之上。

2.3汽车用微特电机

汽车用微特电机占13%,包括起动发电机、刮水器电机、空调及冷却风扇用的电机、电动速度表电机及摇窗电机、门锁电机等。2000年世界汽车产量约5400万辆,平均每辆汽车需用15台电机,则全球需要8.1亿台。汽车用微特电机技术发展重点为:

(1)高效率、高出力、节能型 通过高速化、高性能磁性材料选用、高效率冷却手段和提高控制器效率等措施,提高其运行效率。

(2)智能化 对汽车电机和控制器实现智能化,使汽车运行在最佳状态,达到能耗最小。

2.4音响设备用微特电机

音响设备用微特电机占18%,包括电唱机、录音机、VCD视盘及DVD视盘等。全世界每年需求量在10亿台(套)以上。目前国内生产已占60 %左右,主要有印刷绕组电机、绕线盘式电机等。

2.5视象设备用微特电机

视象设备用微特电机占7%,包括摄像机、照相机等。全世界每年需求量在3. 5～4亿台(套) ,此类电机属精密型,制造加工难度大,尤其进入数字化后,对电机提出了更苛刻的要求。

2.6 工业电气驱动及控制用微特电机

这类微特电机占2%,包括数控机床、机械手、机器人等。主要为交流伺服电机、功率步进电机、宽调速直流电机、交流无刷电动机等。此类电机品种多,技术要求高,是国内需求量上升较快的一类电机。

2.7特种用途微特电机

该类电机约占23%,包括宇航飞行、各种飞行器、自动化武器装备、医疗设备等。此类电机多为特殊电机或新型电机,包括从原理上、结构上和运行方式上都不同于一般电磁原理的电机,主要为低速同步电动机、谐波电动机、有限转角电动机、超声波电动机、微波电动机、电容式电动机、静电电动机等。其中超声波电动机、微波电动机、电容式电动机、静电电动机是从原理、结构及运行上均不同于一般电机的特种电机。这些电机的出现、发展与电子技术的发展、控制技术的发展有着密不可分的关系。