虽然中国成为微电机生产大国,但是技术水平与工业发达国家相比,仍有较大差距。中国微电机产量约占世界总产量的60%以上,但是民营企业产品档次低,独资企业的产品虽属于中档产品,但许多独资企业的开发机构均设在本国,技术含量高的产品,如高速精密无刷主轴电机、高精度步进电机、高性能交流伺服电机、精密直线电机、超声波电机等尚未在我国生产。 我国微电机行业发展水平较国外差距更大,大量的企业甚至没有开发能力,而是仿制为主。整个产业的产、学、研结构不理想,没有发挥企业、大学、研究所的特点和优势。项目开发进展慢,成果商品化率低。我国的民营企业普遍存在产品开发能力不强、产品更新换代慢等缺点,很难同国外公司竞争。 近年来,随着科学技术的发展和控制系统的不断更新,对微特电机的要求越来越高。同时,新技术、新材料、新工艺的应用,推动了微特电机的发展,出现了新的发展趋势,主要有以下几个方面: 无刷化。为了提高微特电机的可靠性,降低噪音,提高电磁兼容性能,延长电机寿命,除了在电机结构上不断改进,使其能长期可靠的运行外,国际上一直致力于发展各种无刷电机。经过近20年的研制开发,取得了显著的成果,如无刷直流电机,无刷自整角机,无刷旋转变压器等,许多电机新品种已经进入商品化生产。 微型化。由于电子技术的快速发展和广泛应用,一方面要求微特电机向微型化方向发展,以适应电子产品日益微型化的需要。另一方面也为微特电机的微型化创造了条件。微特电机的微型化,不仅指它的质量和体积,还指它的功率消耗。现代电子产品(如手机)往往是耗电量最大的元件之一。而在宇航系统中,通常以燃料电池或太阳能电池供电,所有电器元件的耗电量受到严格控制。在高空飞行中,飞行物理量每增加1kg,每小时就要多100kg左右的燃料。因此,微特电机的微型化是目前迫切需要解决的问题。为了使电机微型化,通常采取改进设计、简化结构,采用新材料、新工艺等措施。例如,日本一家公司推出了外径仅O.8ram,轴长1.2mm,重量仅4mg的微型电机,可在人的血管中穿行。 一体化(模块化)。一体化是指多台电机组合,电机和传感器的组合,电机和其他机械组合,电机和控制组合,甚至将微特电机、变速器、传感器和控制器等构成一体,形成新一代电动伺服系统,从而明显提高系统的精度和可靠性。 永磁化。随着微特电机向微薄轻化、无刷化和电子化的方向发展,永磁材料在微特电机中的普遍应用已是必然趋势。特别是我国稀土资源丰富,约占世界稀土储量的3/4,所研制生产的钕铁硼(Nd—Fe—B)永磁体的最大磁能积已达318.4Kj/m3,处于国际先进水平,为我国永磁电机的发展提供了良好的条件。 数字化。微特电机的数字化是指在其控制单元中采用可编程控制器,综合现代控制理论、电力电子技术、微电子技术等,实现电机速度和位置的自适应调整与控制。电动机控制策略的模拟实现正逐渐退出历史舞台,而采用微处理器、FPGA/CPLD、通用计算机、DSP控制器等现代手段构成的数字控制系统得到了快速发展,作为电动机控制系统也正朝着高精度、高性能、网络化、信息化、系统芯片化方面不断前进。同时,数字化的发展,改变了微特电机作为元件使用的概念,确立了微特电机作为一个小系统的设计、生产和使用的新概念,标志着微特电机发展已进入一个新阶段。
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