如今,微型电机在实际应用中已从过去简单的启动控制和供电发展到能够精确控制其速度、位置、扭矩等,尤其是在工业自动化、办公自动化和家庭自动化领域。几乎所有应用都采用机电一体化产品,将电机技术、微电子技术和电力电子技术相结合。电子化是微型电机和特种电机发展中不可避免的趋势。
现代微型电机技术融合了电机、计算机、控制理论、新材料等众多高科技,正从军事和工业领域走向日常生活。因此,微型电机技术的发展必须适应支柱产业和高新技术产业的发展需求。
更广泛的应用场景:
1. 家用电器用微型电机
为了不断满足用户需求,适应信息时代的需求,实现节能、舒适、联网、智能乃至网络化家电(信息家电),家用电器的更新换代周期非常快,对配套电机提出了更高的要求,包括高效、低噪音、低振动、价格低廉、可调速和智能化等。家用电器中使用的微型电机占微型电机总量的8%,涵盖空调、洗衣机、冰箱、微波炉、电风扇、吸尘器、脱水机等。全球年需求量为4.5亿至5亿台(套)。这类电机功率不大,但种类繁多。家用电器微型电机的发展趋势包括:
①永磁无刷电机将逐步取代单相异步电机;
② 进行优化设计,提高产品质量和效率;
③采用新的组织结构和新的生产流程来提高生产效率。
2. 汽车用微型电机
汽车微型电机占13%,包括起动发电机、雨刮电机、空调和冷却风扇电机、电动速度表电机、车窗升降电机、门锁电机等。2000年,世界汽车产量约为5400万辆,每辆车平均需要15台电机,因此世界需要8.1亿台电机。
汽车微型电机技术发展的关键点有:
①高效、高产、节能
通过提高速度、选用高性能磁性材料、采用高效冷却方法、提高控制器效率等措施,可以提高其运行效率。
②智能
汽车电机和控制器的智能化使汽车能够以最佳状态运行,并最大限度地减少能源消耗。
3. 用于工业电气驱动和控制的微型电机
这类微型电机占比2%,主要应用于数控机床、机械臂、机器人等领域。主要包括交流伺服电机、大功率步进电机、宽速直流电机、交流无刷电机等。这类电机种类繁多,技术要求高,是市场需求快速增长的电机类型。
微型电机发展趋势
进入21世纪后,世界经济的可持续发展面临两大关键问题——能源与环境保护。一方面,随着人类社会的进步,人们对生活质量的要求越来越高,环保意识也日益增强。专用电机不仅广泛应用于工矿企业,也广泛应用于商业和服务行业。尤其越来越多的产品进入家庭生活,电机的安全问题直接威胁着人身和财产安全;振动、噪声、电磁干扰等问题成为污染环境的公共危害;电机的效率与能耗和有害气体排放直接相关,因此国际上对这些技术指标的要求也越来越严格,这引起了国内外电机行业的关注。从电机结构、工艺、材料、电子元件、控制电路、电磁设计等诸多方面,都开展了节能研究。在优异技术性能的基础上,新一代微型电机产品也将落实相关节能环保政策。国际标准促进了相关技术的进步,例如新型电机冲压、绕组设计、通风结构改进、低损耗高磁导率材料、稀土永磁材料、降噪减振技术、电力电子技术、控制技术、电磁干扰抑制技术等应用研究。
在经济全球化趋势加速、各国更加重视节能环保两大议题、国际技术交流与合作日益加强、技术创新步伐加快的背景下,微型电机技术的发展趋势是:
(1)采用高新技术,向电子化方向发展;
(2)高效、节能、绿色发展;
(3)朝着高可靠性和电磁兼容性发展;
(4)朝着低噪音、低振动、低成本和低价的方向发展;
(5)朝着专业化、多元化和智能化方向发展。
此外,微型和特种电机正朝着模块化、组合化、智能机电一体化以及无刷、无铁芯和永磁化等方向发展。尤其值得注意的是,随着微型和特种电机应用领域的拓展,其环境影响也随之发生变化,传统的电磁原理电机已无法完全满足需求。利用相关学科的最新成果,包括新原理和新材料,开发非电磁原理的微型电机已成为电机发展的重要方向。
发布时间:2023年12月1日

