微型電機

微型電機（micro-motor），是體積、容量較小，輸出功率一般在數百瓦以下的電機和用途、性能及環境條件要求特殊的電機。全稱微型特種電機，簡稱微電機。常用於控制系統中，實現機電信號或能量的檢測、解算、放大、執行或轉換等功能，或用於傳動機械負載，也可作為設備的交、直流電源。

基本介紹

• 中文名：微型電機
• 外文名：small and special electrical machine
• 特徵：體積、容量較小
• 輸出功率：一般在數百瓦以下
• 全稱：微型特種電機
• 簡稱：微電機

產品概況

種類

微特電機門類繁多，大體可分為直流電動機、交流電動機、自態角電機、步進電動機、旋轉變壓器、軸角編碼器、交直流兩用電動機、測速發電機、感應同步器、直線電機、壓電電動機、電機機組、其他特種電機等13大類。

特點

電機是由永磁同步電動機和內置減速箱組合而成的可逆同步電動機，具有力矩大、噪音低、體積小、重量輕、使用方便、運行恆速等優點，還可以搭配各種齒輪箱以達到改變輸出速度和轉矩的目的。

結構分類

微特電機在結構上大體可分為3類 ：

電磁式

基本組成與普通電機相似，包括定子、轉子、電樞繞組、電刷等部件，但結構格外緊湊。

組合式

常見的有兩種：上述各種微電機的組合；微電機與電子線路的組合。例如直流電動機與感測器的組合，X方向與Y方向直線電動機的組合等。

非電磁式

外形結構與電磁式一樣，如旋轉類產品作成圓柱形，直線類產品作成方形，但內部結構因其工作原理不同而差別很大。

套用範圍

食品機械、紡織機械、醫療器械、智慧型門窗、監控器雲台、廣告燈箱、家用電器、冷暖空調風頁、執行器控制等所有小功率恆轉速大力矩設備。

套用領域

微特電機主要套用於3個領域：①無特殊控制要求的驅動場合作為運動機械負載的動力源。②音像設備。例如，在盒式錄像機中，微特電機既是磁鼓組件的關鍵元件，又是其主導軸驅動、收供帶和磁帶盒的自動裝載以及磁帶張力控制的重要元件。③辦公自動化設備、計算機外部設備和工業自動化設備。如磁碟驅動器、複印機、數控工具機、機器人等都套用了微型電機。

產品參數

各類微特電機的性能差別很大，其性能參數難以統一闡明。一般說來，用於驅動機械的側重於運行及起動時的力能指標；作電源用的要考慮輸出功率、波形和穩定性；控制用微電機則偏重於靜態和動態的特性參數。前兩類電機的特性參數與普通電機相似。

唯控制用微電機有其獨特的特性參數。

微型電機型號的意義：

第一個字母代表外觀：R代表圓形，F代表扁平，S代表矩形；

第二個字母代表電刷種類：E、A、U：金屬刷；F、D：金屬板叉狀電刷；C、K、H 、S 、T：碳刷；

第三個數字代表轉子直徑；

第四個數字代表磁鐵或機殼長度；

第五個數字代表轉子槽數：0代表3槽，5代表5槽，3代表12槽。

工作特性

常用輸出量與輸入量，或一個輸出量與另一個輸出量之間的關係來表示。從控制要求來說，靜態特性曲線應連續、光滑，沒有突變；動態特性常用頻率曲線或回響曲線來表示。頻率曲線應平穩，無突跳振盪點；回響曲線應快速收斂。

靈敏度

對應於單位輸入信號的輸出量的大小。一般常用比力矩、比電動勢、放大係數等表示。

精度

一定輸入條件下，輸出信號的實際值與理論值的差值代表微電機的精度，常用誤差大小表示。

阻抗或電阻

在系統中，微電機的輸入、輸出阻抗應分別與相應電路匹配，保證系統的運行性能及精度。

可靠性

不僅是控制用微電機的特殊要求，驅動微電機和電源微電機也有此要求。常用使用壽命、失效率、可靠度和平均無故障時間等參數表征微電機的運行可靠性。

行業概況

行業特點

微型電機指直徑小於160mm或額定功率小於750W或具有特殊性能、特殊用途的電機。微型電機綜合了電機、微電子、

電力電子、計算機、自動控制、精密機械、新材料等多門學科的高新技術行業，尤其是電子技術和新材料技術的套用促進了微型電機技術進步。

微型電機品種眾多(達5000餘種)、規格繁雜、市場套用領域十分廣泛，涉及國民經濟、國防裝備、人類生活的各個方面，凡是需要電驅動的場合都可以見到微特電機。

微型電機製造工序多，涉及精密機械、精細化工、微細加工、磁材料處理、繞組製造、絕緣處理等工藝技術，需要的工藝裝備數量大、精度高，為了保證產品的質量還需一系列精密的測試儀器，是投資性較強的行業。

簡而言之，微型電機行業是勞動密集型和技術密集型的高新技術產業。

行業回顧

我國微型電機行業創建於20世紀50年代末期，從為滿足國防武器裝備需要開始，經歷了仿製、自行設計和研究開發的階段，至今已有40餘年的發展歷史，已形成產品開發、規模化生產和關鍵零部件、關鍵材料、專用製造設備、測試儀器配套的完整的工業體系。據統計，我國微特電機生產及配套廠家在1000家以上，從業人員超過10萬人，工業總產值超過100億元。微型電機行業已成為國民經濟和國防現代化建設中不可缺少的一個基礎產品工業。

行業現狀

自20世紀80年代以來，微型電機的國內需求在不斷增長。我國已引進50餘條生產線，實現25個大類、60個系列、400個品種、2000個規格微型電機大批量、規模化生產。主要產品是有刷永磁直流電動機、小功率交流電動機、交直流串激電動機、罩極電動機、步進電動機、振動電機(手機用)等。

1999年我國微特電機產量約30億台，其中民營和國企的產量約2.5億台，獨資企業的產量約12億台，香港地區的產量約14億台(德昌公司12億台)，台灣地區的產量約1.8億台。2000年生產量約39億台，占全球總產量的60%。

技術含量高的微型電機，如精密無刷電動機、高速同步電動機、高精度步進電動機、片狀繞組無刷電動機、高性能伺服電動機以及新原理新結構超音波電動機國內尚未形成商品化或批量生產能力。所以國內對高精密微特電機還依賴進口。據海關統計，1995~2000年年均用匯增長26.9%，2001年雖然增加4.81%，還達11.97億美元。

市場現狀

世界經濟在不斷發展，人們生活水平在不斷提高，微型電機作為不可缺少的基礎機電產品，它既有低、中檔、低投資的勞動密集型產品，又有採用先進制造技術、新興電子技術和新材料技術套用相結合的高投資技術密集型產品，並已融入生產和銷售的全球化。

2000年，全球微型電機市場在65億台以上，主要分布在視聽、辦公自動化、電動車(含汽車)、家電和空調等領域。表1列出了2000年世界微型電機市場分布的狀況及日本的占有率(在這裡應該指出的是日本占有市場份額的相當大部分的中、低檔微型電機已轉移到我國內地生產)。伴隨人們生活水平的提高，微型電機市場在迅速發展。通常每個家庭擁有微型電機的數量可以衡量一個國家現代化水平的程度，從表2可以知道已開發國家日本每個家庭擁有微型電機數量逐年增長的歷史狀況和今後增長的趨勢，其市場需求發展迅速、蘊藏著巨大的市場。

日本在AV、OA用微型電機輕、薄、小型化家電、空調用微型電機高效率化、靜音化、工業伺服用微型電機高性能化諸方面進行了大量研發工作，在世界上處於領先地位，其產品技術含量大，占據了世界高檔微型電機的絕大部分市場。

行業未來

中國自1995年至2000年微型電機出口年均創匯增長18.6%，2001年比2000年減少6.02%。受美國“9.11”事件的影響，美國、日本經濟受到嚴重挫折全球經濟不景氣，是2001年出口減少的主要因素。表3列出了海關統計的1995~2001年微型電機出口的情況。2000年世界微型電機市場約65億台，中國出口 27.26億台，占國際市場約42%的份額，其中玩具電機32151.1萬台，<37.5W的微型電機238239.6萬台，>37.5W的交直兩用電機1970.6萬台，<750W的直流電動機、發電機237.7萬台。

加入WTO後，中國微型電機行業已經進入機遇與挑戰並存的全球經濟大環境中，只有全力拚博、激烈競爭，才能奪取國際市場更大份額。