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更多,更及时的干货内容,请加我们的微信公众号:wc_dj8诚邀业内人士及机构向我们投稿,投稿有礼投稿邮箱:tougao@maicai360.cn“不要走开,文末有福利”1.广东·佛山 2017中国硅钢年会暨加工配套服务商对接会2.邀您加入电机行业交流群整理 | 旺材电机什么是超小型微特电机电机分为电动机和发电机,两者主要是输入和输出的能量形式不同,电动机输入的是电能,输出的是机械能;发电机输入的是机械能,输出的是电能

电动机作为机电能量转换的重要装置,是电气传动的基础部件,其耗电量占据了全部用电量的60%,对能源利用、环境保护和人民生活质量的提高起着关键作用

电动机根据不同的分类标准,具体分类如下:微特电机全称是微型特种电机,是指其原理、结构、性能、作用、使用条件适应特种机械要求且其体积和输出功率较小的电机,性能偏重于要求静态和动态特性参数的高精度、快速响应和可靠性

微特电机的特征是外径一般不大于 50mm,质量从数十毫克到数千克,功率从数百毫瓦到数百瓦

微特电机是重要的机械基础件和智能型驱动、控制执行部件,其应用范围几乎遍布所有行业,特 别是与人们的日常生活关系紧密相关

超小型微特电机指直径小于10mm并且额定功率小于 1W的微型特种电机,主要应用于需要产生振动或驱动效果的手机、微型电动玩具、日用消费品及小型医疗保健用品等,其生产工艺复杂,精密度和功耗要求高, 近年来超小型微特电机应用范围不断拓宽,已成为微特电机的一个重要分支

超小型微特电机根据设计形状与直径可以分成圆柱型和扁平型两类,圆柱型 超小型微特电机的直径主要有4mm、6mm、7mm三类,扁平型超小型微特电机 的直径主要有4mm、7mm二类,目前主流应用的是直径4mm的产品

微特电机行业总体状况 微特电机是工业自动化、办公自动化、家庭自动化、武器装备自动化必不可少的关键基础机电组件,广泛应用于汽车、家用电器、电动车、音像、通信、计 算机、日用化妆品、机器人、航空航天、工业机械、军事及自动化等领域

微特电机是技术密集行业,其兴起于瑞士,发展于日本,而后随技术扩散逐步向发展中国家转移,并带动这些国家微特电机行业的发展

目前,日本、韩国等发达国家拥有微特电机行业的先进技术,其国内除从事部分高端微特电机生产外,大部分制造能力已向发展中国家转移

以中国为代表的发展中国家承接日本、韩国等发达国家的产业转移

国内微特电机行业(除军用微特电机外)是对外完全开放和市场竞争较充分 的行业

基于以下两个方面的优势,自 20 世纪 90 年代开始,中国微特电机产业加速发展:一是国内经济的发展形成了对微特电机的巨大市场需求,大量的民营企业凭借灵活的机制和市场开拓能力投资微特电机产业;二是中国拥有丰富的磁性材料资源、廉价的劳动力,以及低廉的生产要素价格,吸引了众多的国际微特 电机制造企业向中国转移生产

目前,中国已成为世界上大的微特电机的生产国和出口国

超小型微特电机行业发展情况 超小型微特电机市场面向全球及应用行业空间广阔,从企业 竞争数量来看,市场远远没有饱和,行业的成长空间很大

日本、韩国等发达国家拥有超小型微特电机的主要生产技术,并主要从事高端及特殊行业应用的产品生产,消费类应用的中、低端超小型微特电机产品已向拥有政策支持、产业配套、人才、劳动力等优势的发展中国家特别是中国市场转移

随着超小型微特电机产能的转移,中国超小型微特电机的生产技术正在不断积累和创新,目前已经掌握了先进的生产技术,并且在产品设计和应用技术创新方面走在全球前列

近年,超小型微特电机市场快速成长

直径小于10mm的微特电机目前主要应用于需要产生振动或驱动效果的手机、微型电动玩具、日用消费品及小型医疗保健器材等,其生产工艺复杂,精密度和功耗要求高,只有具备较高技术水平和 人才优势的企业才能组织规模生产

超小型微特电机具有较高的行业壁垒,如认证、规模效应、协同、技术和人才、下游客户密切配合及资金等,只有较早进入这一行业并且已在各方面有雄厚 的积累才能适应超小型微特电机日新月异应用市场的变化和需求

全球手机市场的快速发展,带来了超小型微特电机市场的繁荣,因具有体积小、震动或驱动效果好、提高应用产品附加值等优点超小型微特电机也开始向微型电动玩具、日用消费品及小型医疗保健用品等行业发展,其市场规模也随着上述行业的增长而快速扩张

发达国家目前微特电机的家庭平均拥有量为80~130台,而我国大城市的家庭平均拥有量大约在20~40台大大低于西方发达国家的水平,因此国内微特电机行业的市场容量较大,市场需求将保持较快增长

行业发展趋势1)规模化与自动化逐渐成为大批量生产的普遍模式

微特电机行业存在两种生产模式:一种是少品种、大批量生产,另一种是多品种、少批量生产

对于大批量生产模空气净化器生产式而言,生产的规模化、制造和检测自动化是主流趋势,其好处在于可以有效地提高劳动生产率和产品质量

2)数控技术、精密加工技术开始广泛应用于微特电机生产

随着对微特电机产品的精度和可靠性的提高,为保证产品的高标准和质量的稳定性,生产过程中大量使用精密机械、数控设备和微特电机制造专用设备已成为微特电机生产的趋势

3)随着驱动器引入微特电机行业,微特电机朝着智能化方向发展

驱动器的引入使微特电机向集成化、智能化方向发展,从而改变了微特电机作为元件使用的传统概念,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

4)节能成为微特电机产品研发的新热点

目前我国各类电动机的用电量约占全国用电量的60%,微特电机作为电机工业中的重要分支,其数量多、用途广,是电能的消耗大户

微特电机行业越来越重视节能产品的开发,不断提高效率,推动微特电机产业升级,提高电力能源的利用率

行业技术水平微特电机的技术水平主要体现为微电子信息技术、电力电子技术、自动控制技术、稀土永磁材料等新技术的应用能力,通过与上述新技术的紧密结合,实现从传统微特电机到微特电机与电子控制装置系统化的跃进,形成机电一体化的产品,朝着以电磁与电力电子技术为核心,集计算机技术、新型半导体材料技术和精密加工应用技术为一体的方向发展,是传统行业与现代技术融合衍生而成的新兴行业

微特电机在电子产品上的应用——手机马达转子马达此类马达利用电磁感应原理,电磁力来驱动马达轴心的转动,从而带动偏心铁或偏心锤的转动,产生的离心力使得快速旋转的马达震动

偏心转子马达转子马达有它自身的局限性,如启动慢、刹车慢、以及没有一个方向性的导向,而且更重要的是它没法做得很薄,随着智能手机越做越薄,转子马达已经无法满足 空间尺寸的要求,因此现在业界开始关注线性马达(LRA),或称为线性共振传动器,它现在变成大家比较关心和比较注意的下一代产品

币型转子马达线性马达手机线性马达实际上是一个以线性形式运动的弹簧质量块,将电能直接转换成直线运动机械能而不需通过中问任何转换装置的新型马达,由于弹簧常量的原因,线性马达必须围绕共振频率在窄带(±2Hz)范围内驱动,振动性能在2Hz处会下降50%,另外,在共振状态下驱动时,电源电流可锐降50%,因此在共振状态下驱动可以大幅节省系统功耗

线性马达线性震动马达优势线性震动马达相比转子马达的优势还是相当明确的,一方面是弹簧+磁铁的组合,功耗降低很多,并且震动组合方式和速度可以更为多样自由,更重要的是震动起来更加优雅,干脆清爽,不会像某些采用ERM的手机那样,放在桌子上来消息震动时,感觉手机快要散架一样

线性马达比作是一辆高速运动车,而普通的震动马达比作价格实惠的紧凑型汽车

在0-100的加速上,运动车的爆发力足以将后者远远甩在身后;并且在同时踩下刹车时,前者可以更快制动

这也是震动马达所应达成的一项指标

也就是当用户手指按到屏幕上,震动马达给出响应达最大振幅,自然是越快越好,同时在需要停止时又能以最快的速度刹车

这才能有干脆、灵敏的感觉,人类对于毫秒级别的响应就是如此偏执!这就促使线性马达越来越为一线品牌手机所采用

线性马达的标杆而在手机届,苹果更是将独门的线性震动马达技术Taptic Engine发展到新高度:在iphone7上苹果为了达到IP67的防水性能,不仅取消了耳机孔,连物理home键也取消了机械式,采用的是触控式Home按键

为更好的实现“触觉反馈”功能,将手指对屏幕压力用振动的形式表达出来,按照苹果的说法,一般手机震动马达达到满负荷需要至少10次震动,而Taptic Engine仅需要一个周期就能快速启停,另外一次“mini tap”可以达到10ms的震动微控,据说和“实时的反馈”已经非常接近

Taptic Engine可以感应Home键上的按压力度,并通过震动来进行力反馈,模拟近似真实的按键效果

震动变得生动在手机的快速更新换代中,人们对于手机功能的要求无疑是越来越苛刻,以前要求手机在主人开会的时候不能发出声音但要有效提示给主人,促使第一代偏心马达的应用与发展,现在要求手机根据不同的环境给予不同的反馈、不同的按压力度带来不同的震动

更先进的线性马达无疑让震动变得生动

线性震动马达的六个主要特点:1.震动方向是上下震动2.响应速度更快,启动停止都非常块,意味着可以做很细腻的震动反馈3.驱动电流是很强的交流特性,PWM波的直接驱动效果非常差或者驱动不起来4.一般需要一个专门的驱动芯片进行驱动5.功耗低6.对电源的干扰小

微特电机生产工艺流程扁平型微特电机的工艺高h耽美文推荐流程 圆柱型微特电机的工艺流程 什么是线性马达(直线电机)线性马达一般指线性电机直线电机是一种将电能直接转换成直线运动机械能,而不需要任何中间转换机构的传动装置

它可以看成是一台旋转电机按径向剖开,并展成平面而成

直线电机也称线性电机,线性马达,直线马达,推杆马达

最常用的直线电机类型是平板式和U 型槽式,和管式

线圈的典型组成是三相,有霍尔元件实现无刷换相

直线电机明确显示动子(forcer,rotor)的内部绕组、磁鉄和磁轨

动子是用环氧材料把线圈压成的

而且,磁轨是把磁铁固定在钢上

直线电机经常简单描述为旋转电机被展平,而工作原理相同

动子(forcer,rotor) 是用环氧材料把线圈压缩在一起制成的;磁轨是把磁铁(通常是高能量的稀土磁铁)固定在钢上

电机的动子包括线圈绕组,霍尔元件电路板,电热调节器(温度传感器监控温度)和电子接口

在旋转电机中,动子和定子需要旋转轴承支撑动子以保证相对运动部分的气隙(air gap)

同样的,直线电机需要直线导轨来保持动子在磁轨产生的磁场中的位置

和旋转伺服电机的编码器安装在轴上反馈位置一样,直线电机需要反馈直线位置的反馈装置--直线编码器,它可以直接测量负载的位置从而提高负载的位置精度

直线电机的控制和旋转电机一样

象无刷旋转电机,动子和定子无机械连接(无刷),不像旋转电机的方面,动子旋转和定子位置保持固定,直线电机系统可以是磁轨动或推力线圈动(大部分定位系统应用是磁轨固定,推力线圈动)

用推力线圈运动的电机,推力线圈的重量和负载比很小

然而,需要高柔性线缆及其管理系统

用磁轨运动的电机,不仅要承受负载,还要承受磁轨质量,但无需线缆管理系统

相似的机电原理用在直线和旋转电机上

相同的电磁力在旋转电机上产生力矩在直线电机产生直线推力作用

因此,直线电机使用和旋转电机相同的控制和可编程配置

直线电机的形状可以是平板式和U 型槽式,和管式.哪种构造最适合要看实际应用的规格要求和工作环境

直线电机工作原理由定子演变而来的一侧称为初级,由转子演变而来的一侧称为次级

在实际应用时,将初级和次级制造成不同的长度,以保证在所需行程范围内初级与次级之间的耦合保持不变

直线电机可以是短初级长次级,也可以是长初级短次级

考虑到制造成本、运行费用,以直线感应电动机为例:当初级绕组通入交流电源时,便在气隙中产生行波磁场,次级在行波磁场切割下,将感应出电动势并产生电流,该电流与气隙中的磁场相作用就产生电磁推力

如果初级固定,则次级在推力作用下做直线运动;反之,则初级做直线运动

直线电机的驱动控制技术一个直线电机应用系统不仅要有性能良好的直线电机,还必须具有能在安全可靠的条件下实现技术与经济要求的控制系统

随着自动控制技术与微计算机技术的发展,直线电机的控制方法越来越多

对直线电机控制技术的研究基本上可以分为三个方面:一是传统控制技术,二是现代控制技术,三是智能控制技术

传统的控制技术如PID反馈控制、解耦控制等在交流伺服系统中得到了广泛的应用

其中PID控制蕴涵动态控制过程中的信息,具有较强的鲁棒性,是交流伺服电机驱动系统中最基本的控制方式

为了提高控制效果,往往采用解耦控制和矢量控制技术

在对象模型确定、不变化且是线性的以及操作条件、运行环境是确定不变的条件下,采用传统控制技术是简单有效的

但是在高精度微进给的高性能场合,就必须考虑对象结构与参数的变化

各种非线性的影响,运行环境的改变及环境干扰等时变和不确定因素,才能得到满意的控制效果

因此,现代控制技术在直线伺服电机控制的研究中引起了很大的重视

常用控制方法有:自适应控制、滑模变结构控制、鲁棒控制及智能控制

主要是将模糊逻辑、神经网络与PID、H∞控制等现有的成熟的控制方法相结合,取长补短,以获得更好的控制性能

直线电机的应用直线电机可以认为是旋转电机在结构方面的一种变形,它可以看作是一台旋转电机沿其径向剖开,然后拉平演变而成

随着自动控制技术和微型计算机的高速发展,对各类自动控制系统的定位精度提出了更高的要求,在这种情况下,传统的旋转电机再加上一套变换机构组成的直线运动驱动装置,已经远不能满足现代控制系统的要求,为此,世界许多国家都在研究、发展和应用直线电机,使得直线电机的应用领域越来越广

直线电机与旋转电机相比,主要有如下几个特点:一是结构简单,由于直线电机不需要把旋转运动变成直线运动的附加装置,因而使得系统本身的结构大为简化,重量和体积大大地下降;二是定位精度高,在需要直线运动的地方,直线电机可以实现直接传动,因而可以消除中间环节所带来的各种定位误差,故定位精度高,如采用微机控制,则还可以大大地提高整个系统的定位精度;三是反应速度快、灵敏度高,随动性好

直线电机容易做到其动子用磁悬浮支撑,因而使得动子和定子之间始终保持一定的气隙而不接触,这就消除了定、动子间的接触摩擦阻力,因而大大地提高了系统的灵敏度、快速性和随动性;四是工作安全可靠、寿命长

直线电机可以实现无接触传递力,机械摩擦损耗几乎为零,所以故障少,免维修,因而工作安全可靠、寿命长

直线电机主要应用于三个方面:一是应用于自动控制系统,这类应用场合比较多;其次是作为长期连续运行的驱动电机;三是应用在需要短时间、短距离内提供巨大的直线运动能的装置中

高速磁悬浮列车 磁悬浮列车是直线电机实际应用的最典型的例子,美、英、日、法、德、加拿大等国都在研制直线悬浮列车,其中日本进展最快

直线电机驱动的电梯 世界上第一台使用直线电机驱动的电梯是1990年4月安装于日本东京都丰岛区万世大楼,该电梯载重600kg,速度为105m/min,提升高度为22.9m

由于直线电机驱动的电梯没有曳引机组,因而建筑物顶的机房可省略

如果建筑物的高度增至1000米左右,就必须使用无钢丝绳电梯,这种电梯采用高温超导技术的直线电机驱动,线圈装在井道中,轿厢外装有高性能永磁材料,就如磁悬浮列车一样,采用无线电波或光控技术控制

超高速电动机 在旋转超过某一极限时,采用滚动轴承的电动机就会产生烧结、损坏现象,国外研制了一种直线悬浮电动机(电磁轴承),采用悬浮技术使电机的动子悬浮在空中,消除了动子和定子之间的机械接触和摩擦阻力,其转速可达25000~100000r/min以上,因而在高速电动机和高速主轴部件上得到广泛的应用

如日本安川公司新近研制的多工序自动数控车床用5轴可控式电磁高速主轴采用两个径向电磁轴承和一个轴向推力电磁轴承,可在任意方向上承受机床的负载

在轴的中间,除配有高速电动机以外,还配有与多工序自动数控车床相适应的工具自动交换机构

线性马达分类圆柱形圆柱形动磁体直线电机动子是圆柱形结构

沿固定着磁场的圆柱体运动

这种电机是最初发现的商业应用但是不能使用于要求节省空间的平板式和U 型槽式直线电机的场合

圆柱形动磁体直线电机的磁路与动磁执行器相似

区别在于线圈可以复制以增加行程

典型的线圈绕组是三相组成的,使用霍尔装置实现无刷换相

推力线圈是圆柱形的,沿磁棒上下运动

这种结构不适合对磁通泄漏敏感的应用

必须小心操作保证手指不卡在磁棒和有吸引力的侧面之间

管状直线电机设计的一个潜在的问题出现在,当行程增加,由于电机是完全圆柱的而且沿着磁棒上下运动,唯一的支撑点在两端

保证磁棒的径向偏差不至于导致磁体接触推力线圈的长度总会有限制

U型槽式U 型槽式直线电机有两个介于金属板之间且都对着线圈动子的平行磁轨

动子由导轨系统支撑在两磁轨中间

动子是非钢的,意味着无吸力且在磁轨和推力线圈之间无干扰力产生

非钢线圈装配具有惯量小,允许非常高的加速度

线圈一般是三相的,无刷换相

可以用空气冷却法冷却电机来获得性能的增强

也有采用水冷方式的

这种设计可以较好地减少磁通泄露因为磁体面对面安装在U形导槽里

这种设计也最小化了强大的磁力吸引带来的伤害

这种设计的磁轨允许组合以增加行程长度,只局限于线缆管理系统可操作的长度,编码器的长度,和机械构造的大而平的结构的能力

平板有三种类型的平板式直线电机(均为无刷):无槽无铁芯,无槽有铁芯和有槽有铁芯

选择时需要根据对应用要求的理解

无槽无铁芯平板电机是一系列coils安装在一个铝板上

由于FOCER 没有铁芯,电机没有吸力和接头效应(与U形槽电机同)

该设计在一定某些应用中有助于延长轴承寿命

动子可以从上面或侧面安装以适合大多数应用

这种电机对要求控制速度平稳的应用是理想的

如扫描应用,但是平板磁轨设计产生的推力输出最低

通常,平板磁轨具有高的磁通泄露

所以需要谨慎操作以防操作者受他们之间和其他被吸材料之间的磁力吸引而受到伤害

无槽有铁芯:无槽有铁芯平板电机结构上和无槽无铁芯电机相似

除了铁芯安装在钢叠片结构然后再安装到铝背板上,铁叠片结构用在指引磁场和增加推力

磁轨和动子之间产生的吸力和电机产生的推力成正比,叠片结构导致接头力产生

把动子安装到磁轨上时必须小心以免他们之间的吸力造成伤害

无槽有铁芯比无槽无铁芯电机有更大的推力

有槽有铁芯:这种类型的直线电机,铁心线圈被放进一个钢结构里以产生铁芯线圈单元

铁芯有效增强电机的推力输出通过聚焦线圈产生的磁场

铁芯电枢和磁轨之间强大的吸引力可以被预先用作气浮轴承系统的预加载荷

这些力会增加轴承的磨损,磁铁的相位差可减少接头力

线性马达的优点1)结构简单

管型直线电机不需要经过中间转换机构而直接产生直线运动,使结构大大简化,运动惯量减少,动态响应性能和定位精度大大提高;同时也提高了可靠性,节约了成本,使制造和维护更加简便

它的初次级可以直接成为机构的一部分,这种独特的结合使得这种优势进一步体现出来

2)适合高速直线运动

因为不存在离心力的约束,普通材料亦可以达到较高的速度

而且如果初、次级间用气垫或磁垫保存间隙,运动时无机械接触,因而运动部分也就无摩擦和噪声

这样,传动零部件没有磨损,可大大减小机械损耗,避免拖缆、钢索、齿轮与皮带轮等所造成的噪声,从而提高整体效率

3)初级绕组利用率高

在管型直线感应电机中,初级绕组是饼式的,没有端部绕组,因而绕组利用率高

4)无横向边缘效应

横向效应是指由于横向开断造成的边界处磁场的削弱,而圆筒型直线电机横向无开断,所以磁场沿周向均匀分布

5)容易克服单边磁拉力问题

径向拉力互相抵消,基本不存在单边磁拉力的问题

6)易于调节和控制

通过调节电压或频率,或更换次级材料,可以得到不同的速度、电磁推力,适用于低速往复运行场合

7)适应性强

直线电机的初级铁芯可以用环氧树脂封成整体,具有较好的防腐、防潮性能,便于在潮湿、粉尘和有害气体的环境中使用;而且可以设计成多种结构,满足不同情况的需要

8)高加速度

这是直线电机驱动,相比其他丝杠、同步带和齿轮齿条驱动的一个显著优势

(来源:光电与显示)2018/1/11-1/12广东·佛山广东·佛山 2017中国硅钢年会暨加工配套服务商对接会”有什么?好的,我告诉您!有钢厂企业,有硅钢贸易,有冲片企业,有电机企业,还有加工配套企业……,总有你需要的客户,一个能让您成为行业的资深人脉大佬机会,您不想要吗?扫描下方二维码,获取人脉资源想要了解更多信息,也可以来电咨询:13611835464邀您进电机行业交流群1、扫描下方二维码,点击关注微信公众号2、按下图提示进群

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