В настоящее время микродвигатели прошли путь от простого управления пуском и питанием в прошлом до точного управления скоростью, положением, крутящим моментом и т.д., особенно в промышленной, офисной и домашней автоматизации. Практически во всех из них используются электромеханические интеграционные решения, сочетающие в себе технологии двигателей, микроэлектроники и силовой электроники. Электронизация — неизбежная тенденция в развитии микродвигателей и специальных двигателей.
Современная технология микродвигателей объединяет в себе множество высокотехнологичных технологий, таких как двигатели, компьютеры, теория управления и новые материалы, и переходит из военной и промышленной сферы в повседневную жизнь. Поэтому развитие технологии микродвигателей должно соответствовать потребностям развития основных отраслей промышленности и высокотехнологичных отраслей.
Более широкие сценарии использования:
1. Микродвигатели для бытовой техники
Чтобы постоянно удовлетворять потребности пользователей и адаптироваться к потребностям информационной эпохи, добиваться энергосбережения, комфорта, сетевых технологий, интеллектуальных и даже сетевых устройств (информационных устройств), цикл замены бытовой техники очень быстр, и к поддерживающим её двигателям предъявляются высокие требования. Требования к эффективности, низкому уровню шума и вибрации, низкой цене, регулируемой скорости и интеллектуальности. Микродвигатели, используемые в бытовой технике, составляют 8% от общего числа микродвигателей, включая кондиционеры, стиральные машины, холодильники, микроволновые печи, электровентиляторы, пылесосы, осушители и т.д. Годовой мировой спрос составляет от 450 до 500 миллионов единиц (комплектов). Этот тип двигателей не очень мощный, но имеет широкий спектр применения. Тенденции развития микродвигателей для бытовой техники включают:
①Бесщеточные двигатели с постоянными магнитами постепенно заменят однофазные асинхронные двигатели;
② Оптимизировать проектирование и повысить качество и эффективность продукции;
③ Внедрение новых структур и новых процессов для повышения эффективности производства.
2. Микродвигатели для автомобилей
Микродвигатели для автомобилей составляют 13%, включая стартер-генераторы, двигатели стеклоочистителей, двигатели кондиционеров и вентиляторов охлаждения, электродвигатели спидометра, двигатели стеклоподъемников, двигатели дверных замков и т. д. В 2000 году мировое производство автомобилей составляло около 54 миллионов единиц, и на каждый автомобиль требовалось в среднем 15 двигателей, таким образом, миру требовалось 810 миллионов единиц.
Ключевыми моментами развития микромоторной технологии для автомобилей являются:
①Высокая эффективность, высокая производительность, энергосбережение
Эффективность его работы может быть повышена за счет таких мер, как высокая скорость, выбор высокопроизводительного магнитного материала, высокоэффективные методы охлаждения и повышение эффективности контроллера.
②Интеллектуальный
Интеллектуализация автомобильных двигателей и контроллеров позволяет автомобилю работать максимально эффективно и минимизировать потребление энергии.
3. Микродвигатели для промышленного электропривода и управления
Микродвигатели этого типа составляют 2%, включая станки с ЧПУ, манипуляторы, роботы и т.д. В основном это серводвигатели переменного тока, мощные шаговые двигатели, широкополосные двигатели постоянного тока, бесщёточные двигатели переменного тока и т.д. Этот тип двигателей отличается большим разнообразием и предъявляет высокие технические требования. Спрос на него стремительно растёт.
Тенденция развития микромоторики
Вступив в XXI век, устойчивое развитие мировой экономики сталкивается с двумя ключевыми проблемами – энергетикой и охраной окружающей среды. С одной стороны, с развитием человеческого общества у людей растут требования к качеству жизни, а осознание важности защиты окружающей среды усиливается. Специальные двигатели широко используются не только на промышленных и горнодобывающих предприятиях, но также в торговле и сфере услуг. Особенно много продукции вошло в быт, поэтому безопасность двигателей напрямую угрожает безопасности людей и имущества; вибрация, шум, электромагнитные помехи станут общественной опасностью, загрязняющей окружающую среду; эффективность двигателей напрямую связана с потреблением энергии и выбросами вредных газов, поэтому международные требования к этим техническим показателям становятся все более строгими, что привлекло внимание отечественной и зарубежной автомобильной промышленности. Начиная с конструкции двигателя, энергосберегающие исследования проводились во многих аспектах, таких как технологии, материалы, электронные компоненты, схемы управления и электромагнитная конструкция. Основываясь на превосходных технических характеристиках, новый раунд микромоторной продукции также будет реализовывать соответствующую политику в целях энергосбережения и охраны окружающей среды. Международные стандарты способствуют прогрессу смежных технологий, таких как штамповка новых двигателей, конструкция обмоток, улучшение структуры вентиляции и материалы с высокой магнитной проницаемостью и малыми потерями, материалы с постоянными магнитами на основе редкоземельных элементов, технологии снижения шума и вибрации, технологии силовой электроники, технологии управления и технологии снижения электромагнитных помех, а также другие прикладные исследования.
Исходя из того, что тенденция экономической глобализации ускоряется, страны уделяют больше внимания двум основным вопросам энергосбережения и защиты окружающей среды, укрепляются международные технические обмены и сотрудничество, а темпы технологических инноваций ускоряются, тенденция развития технологии микродвигателей следующая:
(1) Внедрение высоких и новых технологий и развитие в направлении электроники;
(2) Высокая эффективность, энергосбережение и экологичное развитие;
(3) Развиваться в направлении высокой надежности и электромагнитной совместимости;
(4) Развиваться в сторону низкого уровня шума, низкой вибрации, низкой стоимости и цены;
(5) Развивайтесь в направлении специализации, диверсификации и интеллекта.
Кроме того, микро- и специальные двигатели развиваются в направлении модульности, комбинирования, интеллектуальной электромеханической интеграции, а также бесщёточных, безжелезных сердечников и двигателей с постоянным намагничиванием. Особое внимание следует обратить на то, что с расширением области применения микро- и специальных двигателей, их воздействие на окружающую среду, в свою очередь, растёт. В связи с этим традиционные двигатели с электромагнитным принципом работы уже не могут в полной мере отвечать предъявляемым требованиям. Использование новых достижений в смежных дисциплинах, включая новые принципы и новые материалы, для разработки микродвигателей с неэлектромагнитными принципами работы стало важным направлением в разработке двигателей.
Время публикации: 01.12.2023