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     微特电机指直径小于 160 mm 或额定功率小于750 W 或具有特殊性能、特殊用途的电机。微电机品种多达 5000 余种,规格繁杂,市场应用领域十分广泛,凡是需要电驱动的场合都有微电机。
一、小家电微特电机市场的需求与日剧增
     众所周知,微特电机应用领域非常广,随着信息化社会不断发展,品种繁多的小家电已成为现代人生活的必需品,微特电机的需要量也迅猛增加。从几个电子产品产量的预测数字,可以预测微特电机市场的巨大空间,市场正显示旺销态势。全球 PC 产量 1.89 亿台、DVD 录象机达到 1400 万台、手机产量达 4.6 亿台(国内 1.3 亿台)、数码相机产量 5000 万台。
     今后几年仍将是我国小家电发展的黄金时期,需求量每年以 30% 以上速度上升。我国微特电机行业发展和现状据统计资料显示,目前一些发达国家的小家电产品近 200 种,而国内还不到 100 种,可开发的市场很大。
     随着科学技术的发展,微特电机的应用领域不断扩大,对微特电机的要求越来越高,低噪声、低电磁干扰、长寿命、高可靠性、高性能、运行平稳、智能化、机电一体化、易于控制、体积小、功耗低且价格便宜。
     伴着人们对汽车的使用性能日益注重,汽车电子产品出现快速发展,2009 年中国汽车年产量将达到1200 万辆,可想其所需配套的微特电机数量相当可观。
     在汽车应用中有关专家认为:环式起动/发电集成混合动力用电机,具有起动、发电、加速辅助、零怠速运行等多功能于一体,对于降低汽车排气污染,节约能源具有显著效果。
二、家电常见的微特电机种类
     微特电机门类繁多,大体可分为直流电动机、交流电动机、自整角电机、步进电动机、旋转变压器、轴角编码器、交直流两用电动机、测速发电机、感应同步器、直线电机、压电电动机、电机机组和其他特种电机等 13 大类。
     无刷直流电机  它是近几年小电机行业发展最快的品种,随着视听产品“小、轻、薄”化和家电产品的静音化以及豪华轿车需求量增多,无刷直流电动机需求迅速增加。它用电子换向替代了电刷和换向器,具有高可靠、高效率、寿命长和调速方便的优点,各国都加快了开发新产品的速度和占领市场的力度。日本不少公司已将无刷直流电机应用到数码照相机、微型收录机、摄影机、打印机、存储驱动器、手机以及汽车空调、洗衣机、吸尘器、电动车和心脏泵等领域。
     片状电机  随着电子产品向小型化、轻量化、薄型化方向发展,其配套的小电机也要求向“微、轻、薄”方向发展,开发片状电机就成了必然趋势。片状电机的原理与传统的直流电机并无多大区别。日本已有多家公司(如松下、索尼、东芝)生产片状电机,并已被广泛应用到软、硬、光盘驱动器、随身听、录音机、录像机、摄像机、数码照相机、移动通信以及微型医疗设备中。
     微小型电机  小型计算机、游戏机、弹子机、健康保健、美容按摩、老人和小孩玩具、移动通信等领域大量使用微小型电机,如手机、高级玩具汽车、电动牙刷用的微小型电机,近几年来需求迅速增加,尤其是小电机直径 3 mm 至 6 mm (空心型和实心型)、钮扣式电机直径 8 mm 至 12 mm 的需要量剧增。 PC 机、家用游戏机、老年人健康按摩和玩具、妇女健美按摩、小孩智能玩具及小家电中也需要大量微小型电机,这些产品大部分是消费类产品。
     直线电机 它具有结构简单、无接触运动、噪音低、速度和精度高、控制容易、维护方便和可靠性高等优点。随着工业自动化水平的不断创新,直线电机的应用领域越来越广。世界各大公司都在大力研究开发新产品和开拓应用领域,日本多摩川、松下、伺服等公司和浙江大学也已有直线电机产品。目前已有不少自动化设备中应用直线电机,如高速冲床、高速切削机、卫星天线、磁头驱动器、绘图机、打印机、复印机、扫描仪和电动门等。
     高速动压轴承电机  为了满足电子产品的小型化要求,小电机向高速化发展是一种技术发展动向,如计算机外设的存储密度迅速提高,其配套的主轴无刷电动机在 8000 r/min 以上高速运转,不少小电机甚至在 20000 r/min 以上运转,为了保证小电机在高速运转下低噪音,并保证在高速动转下仍能运行平稳、抖晃小、寿命长,日本许多公司(三菱、佳能、松下)已开发生产高速动压轴承电机,动压轴承有空气和液态动压轴承两种。目前应用空气动压轴承较多,尤其适用于高速运行下,要求噪音小,抖晃小的 DVD、HDD、CD-ROM 等主轴电机。
     超微型电机 医疗领域是微机械电子技术应用最具代表性的领域,微创伤内窥诊疗、精密显微外科手术机械及微机器人等都需要体积很小、功率又足够大的高度灵巧、高度柔顺性的超微型小电机。超微型电机是微机械电子系统的关键执行和驱动部件,随着超微型电机制造水平不断完善和成熟,其产量和应用领域不断扩大,其市场潜力是巨大的,有望成为新的经济增长点。  
三、我国小家电微特电机的发展状况和市场前景
     世界经济在不断发展,人们生活水平在不断提高,微特电机作为不可缺少的基础机电产品,它既有低、中档、低投资的劳动密集型产品,又有采用先进制造技术、新兴电子技术和新材料技术应用相结合的高投资技术密集型产品,并已融入生产和销售的全球化。
     全球小电机产品正以前所未有的速度向着各个应用领域不断扩展,已形成持续稳定发展态势。根据有关资料报道,2005 年全球小电机总产量超过 80 亿台。
     根据中国的国情,非常适合大力发展劳动密集型的小家电微特电机产业。目前,我国生产小家电微特电机产量已占全球总产量 60% 左右。但技术水平与工业发达国家相比,仍有较大差距。中国微特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。
     我国多年来由于重视制造技术提高与改造,特别是引进了先进技术和设备,微特电机行业目前已经初步具备了现代化大规模生产的特点,主要集中在家用电器用交流单相电动机和直流有冰箱、空调和小家电产品等家用电器的交、直流微型电动机年产量约 2 亿台;用于各种影音装置,激光视盘机等方面的有刷直流电动机年产量约 2.5 亿台;用于汽车电器的直流微电机约 6000 万台;用于计算机及外围设备的有刷和无刷直流电机超过1亿台。上述用途电机产量约占中国微电机市场总需求量的 60%。另一方面,高档精度微电机,如无刷直流电动机、步进电动机、无磁芯电动机、盘式绕组电动机等需求急剧增加。此外,汽车、医疗器械与仪器仪表、照相机、玩具等产业对微电机的需求也在逐年增加,但与其他用途产品比较,增加速度较慢。
四、小家电微特电机市场的发展趋势
     目前小家电微特电机的技术发展动向是:向小型化、轻量化、薄型化方向发展;不断开发新原理、新结构的电机;采用新型磁性、导电、绝缘材料;改善电机控制技术(如电机驱动采用 IC,简化电路有利于电机小型、轻量和薄型);高效节能。
     为了提高市场竞争能力,不断降低成本,满足各个领域的需要,小家电微特电机行业正在加速朝着专业化、规模化、自动化生产方向发展。随着不断提高设计水平、制造水平以及采用新材料、新结构、新原理,小电机技术发展迅速。
     (1)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。
     (2)微型化  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。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都应为低耗。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。
     (3)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。
     (4)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永磁体的最大磁能积已达 318.4 kj/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。
     (5)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、生产和使用新概念,标志着微特电机发展已进入一个新阶段。
     预计在今后 5~10 年,微特电机要重点发展的产品是交流微电机及变频控制技术、无刷电机及控制技术、永磁交流伺服电动机及控制系统、步进电动机及驱动控制技术、直线电动机及驱动控制技术和超声波电机及应用技术。
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