微电机

电机类型

微电机，全称“微型电动机”，是指直径小于160mm或额定功率小于750mW的电机。微电机常用于控制系统或传动机械负载中，用于实现机电信号或能量的检测、解析运算、放大、执行或转换等功能。

简介

我国微电机行业创建于20世纪50年代末期，从为满足国防武器装备需要开始，经历了仿制、自行设计和研究开发的阶段，至今已有40余年的发展历史，已形成产品开发、规模化生产和关键零部件、关键材料、专用制造设备、测试仪器配套的完整的工业体系。

微电机是指直径小于160mm或额定功率小于750mW的电机，微电机门类繁多，大体可分为直流电动机、交流电动机、自态角电动机、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、其他特种电机等13大类。微电机综合了电机、微电子、电力电子、计算机、自动控制、精密机械、新材料等多门学科的高新技术行业，尤其是电子技术和新材料技术的应用促进了微特电机技术进步。

微电机品种众多(达6000余种)、规格繁杂、市场应用领域十分广泛，涉及国民经济、国防装备、人类生活的各个方面，凡是需要电驱动的场合都可以见到微电机。

微电机制造工序多，涉及精密机械、精细化工、微细加工、磁材料处理、绕组制造、绝缘处理等工艺技术，需要的工艺装备数量大、精度高，为了保证产品的质量还需一系列精密的测试仪器，是投资性较强的行业。

简而言之，微电机行业是劳动密集型和技术密集型的高新技术产业。

主要类型与特征

常规尺寸电机是以各种电磁电机占据主流，另外还有液压和气动电动机等。将电机微型化可以通过两条途径。一条是驱动原理和结构沿袭己有的中小电机，并加以微型化。如目前广泛用于磁盘驱动、摄像机、电动玩具以及办公自动化机器中的步进电机和直流电机。另一条是采用新的功能材料开发新的驱动原理，制作成各种结构型式的微电机。如压电超声电机、静电电机以及利用形状记忆合金、超磁致伸缩器件、层叠式压电振子、人工肌筋等开发的各字微驱动器。

在微机器人、精密工程、航空航天等各种应用的领域，微电机兼有驱动和精密控制双重功能，驱动可以是直线、旋转或多自由度的；控制目标可以是位置、速度或力(力矩)。因此从应用的角度说，微电机应当满足如下基本要求：在体积小重量轻的前提下，能产生较大的运动位移量，并输出较大的功率，功耗小，控制精度高，响应快。这也是微电机区别于一般常规电机和其他微驱动器的基本特征。既满足上述要求，又能达到某具体的结构或功能目标，是微电机设计开发所必须解决的共同课题。

电机的微型化给制造、装配带来困难的同时也带来前所未有的好处。例如，可以使用原来大尺寸电机因成本等因素而难以考虑的特殊材料；薄膜、块体等异型结构材料容易制备获得，等等。正因为如此，微电机的结构形式和种类极为丰富。目前己出现的微电机的主要类型有：静电式、电磁式、超磁致伸缩式、压电式、形状记忆合金式等。其中，静电式和电磁式的转子/定子间为非接触驱动，形状记忆合金式为直接驱动，压电式和超磁致伸缩式为接触式驱动，并具有保持力。

压电材料是制作微电机的理想材料。因为压电材料仅加电场就能自己产生变形。压电性薄膜可以通过许多途径获得，方便地制成微小主动结构体。利用压电材料制作驱动器有三种方法：

1、利用压电材料本身的变形，在极小行程下(微米以下)工作；

2、应用杠杆原理或与弹性体结合成复合结构(如：双压电晶片、兰杰文振子)，扩大压电材料本身的变形(几百微米以下)；

3、将压电陶瓷产生的变形设法无限延长。这主要有三种类型，利用共振生成行波或驻波的超声波电机，组

合成箱位结构的蠕动式电机，利用惯性停/滑原理的惯性式电机。

微电机中，压电式和电磁式输出功率较大，产业化前景较好。

应用

运动机械

无特殊控制要求的驱动场合作为运动机械负载的动力源。

音像设备

例如，在盒式录像机中，微特电机既是磁鼓组件的关键元件，又是其主导轴驱动、收供带和磁带盒的自动装载以及磁带张力控制的重要元件。

自动化设备