微特电机的发展及趋势
摘要：总结了微特电机的应用领域，概述了几种新型的微特电机的情况。最后展望了微特电机技术的发展方向
关键词：微特电机、机电一体化
引言：微特电机是指原理、结构、性能、作用等与常规电机不同，并且体积和输出功率都很小的电机。一般地，微特电机的外径大于130mm,功率在数百毫瓦和数百瓦之间。但是随着技术的发展和应用领域的扩大，微特电机的体积和输出功率都已经突破了这些范围，现有的特种电机的功率做到了10kw甚至更大，并出现了直径达1.1m的旋转变压器。
现代微特电机技术融合了电机、计算机、电力电子、自动控制、精密机械、新材料和新工艺等多种高新技术，是现代化武器装备自动化、工业自动化、办公室自动化和家庭生活自动化等不可缺少的重要技术，随着电子技术、计算机技术和控制技术的迅速发展，以及电子信息产品的广泛应用，一方面电子信息产品已成为微特电机的主要应用领域；另一方面，微特电机的技术要求亦与电子技术紧密相联，日益显示出机电一体化的趋势。
一、微特电机在国民经济各个领域中的应用主要有以下几个方面；
<1>航空航天:在航天领域，卫星天线的展开和偏转，飞行器的姿态控制，太阳能电池振翼驱动，宇航员空调系统以及卫星照相机等，都需要高精度的微特电机来驱动。比如，天线展开系统要求转矩大、转速低，为了减小质量、缩小体积，采用高速无刷直流电动机与行星减速器组成一体。
<2>现代军事装备: 在现代军事装备中，微特电机已成为不可缺少的重要元件或子系统。在各种现代化装备及其控制系统中得到广泛的应用，如火炮自动瞄准、飞机军舰自动导航、导弹遥测遥控、雷达自动定位等均采用由伺服电动机、测速发电机、自整角机等构成的随动系统。据有关资料介绍，一艘潜艇仅导航仪表配套设备就用90多台控制电机。又如，在导弹发射装置中的瞄准机，需对高低和方向两个方面进行自动瞄准，这就需要两套由伺服电动机为主构成的随动系统。高低机与方向机的机械负载不同，前者伺服电动机的功率较后者大。
<3>现代工业：机器人，机床加工过程自动控制与显示，阀门遥控，自动记录仪表，轧钢机自动控制，纺织、印染、造纸机的匀速控制等，均大量使用不同类型、不同规格的微特电机。据统计，一座1513m 3的高炉要用电机40多台。
<4>现代交通运输:随着经济的高速发展和人民生活水平的提高，交通运输车辆，特别是家庭汽车的数量的飞速增长，从而使汽车用微特电机在数量、品种和结构上都发生了很大的变化。据统计每辆普通汽车至少15台微特电机，高级轿车要用40~50台微特电机。目前，世界范围内汽车用微特电机已占到微特电机总量的13%左右。
<5>信息与电子产品:随着信息技术的快速发展，电子信息产品近年来得到了广泛的应用，并已成为微特电机的重要应用领域之一，所用微特电机约占29%。这些应用包括计算机存储器、打印机、扫描仪、数控绘图机、传真机、激光视盘、复印机、移动通信等。
<6>日常生活:随着人们物质生活和文化生活水平的提高，微特电机在日常生活中的应用日益扩大。例如，高层建筑的自动电梯、医疗设备、录音录像设备、变频空调、全自动洗衣机等，都是依靠新型高性能微特电机来驱动控制的。
<7>现代农业：水位自动显示、水坝闸门自动关闭、鱼群探测等也都少不了微特电机。
二、微特电机的分类；
<1>驱动用微特电机。
<2>控制用微特电机：伺服电动机、测速发电机、旋转变压器、自整角机、 步进电机。
三、微特电机的发展概况和发展趋势；
国际上，微特电机是从20世纪30年代开始，应工业自动化、科学技术和军事装备的发展需要而迅速发展起来的一门技术。到20世纪40年代以后，逐步形成了自整角机，旋转变压器，交、直流伺服电动机，交、直流测试发电机等基本系列。20世纪60年代以后，由于电力技术、宇宙航行等科学技术的飞速发展和自动控制系统的不断完善，对微特电机的精度和可靠性又提出了更高的要求，在原有的基础上又系列生产出多极自整角机、多极旋转变压器、无刷直流伺服电动机等新机种。
我国的微特电机工业始于20世纪50年代初，至今大致经历了四个发展阶段。
起步阶段（1950~1965年）：主要是仿制前苏联的产品，在全国设立了一些研究所和一批微特电机的生产厂。
自行发展阶段（1966~1978年）：基本上形成了独立的、相当于国际20世纪60年代水平的微特电机工业体系，这期间自行设计了10多类新系列微特电机，行业内跨部门编制和修订了一些国家标准和国家军用标准。
初步壮大阶段（1979~1989年）：这一阶段是我国改革开放的初期，经济建设逐步加快，微特电机的需求越来越大，为适应形势的需要，先后从国外引进各类微特电机生产线60多条及其相应技术，从而使我国微特电机的生产制造水平和规模化生产能力有了空前的提高。1988年，微特电机生产企业已发展到200多家，产品规格1500余种，年产微特电机达到1亿台。
快速发展阶段（1990年至今）：这一时期的显著特点是三资企业和民营企业得到迅速的发展，打破了国营企业一统天下的局面，微特电机生产企业有上千家。随着大批合资企业和独资企业进入我国，微特电机的生产技术水平也随之有了一定的提高。与此同时，还研制开发了开关磁阻电机、超声波电机、双凸极永磁电机等微特电机新品种。
我国微特电机工业经过50多年的发展，在技术水平、产品性能、规格品种、生产规模等方面取得了长足的进步，但是与国外先进水平相比还存在着一定的差距。其主要差距表现在品种少、比功率（W/kg）小、寿命短、精度低、质量不稳定、可靠性差等方面。
进年来，随着科学技术的发展和控制系统的不断更新，对微特电机的要求越来越高，同时，新技术、新材料、新工艺的应用，推动了微特电机的发展，出现了一些新的发展趋势，大致有以下几个方面。
无刷化。为了提高微特电机的可靠性，除了在电机结构上不断改进，使其能长期可靠地运行外，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，许多电机已进入商品化生产。
微型化。由于电子信息技术的快速发展和广泛应用，一方面要求微特电机向微型化方向发展，以适应电子产品日益微型化的需要，另一方面也为微特电机的微型化创造了条件。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。
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。日前，已有公司推出了外径仅0.8mm，轴长1.2mm，重量仅4mg的微型电动机，可以在人的血管中穿行。
集成化。集成化是指借助近代微电子和计算机技术成就，将微特电机、变速器、传感器以及控制器等集成为一体，形成新一代电动伺服系统，亦称电子电动机，从而可明显提高系统的精度和可靠性。
智能化。微特电机智能化是指在其控制单元中采用可编程控制器，实现电机速度和位置的自适应调整与控制。智能化的发展，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，标志着微特电机的发展已经入一个新阶段。
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。我国稀土资源丰富，约占世界稀土储量的四分之三，所研制生产的 铁硼永磁体的最大磁能积已达到318.4KJ/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。
新原理、新结构电机。随着新原理、新技术、新材料的发展，电机在很多方面突破了传统的观念。近年来，利用科学技术的最新成果，已研制出一些新型电机。例如，利用“逆压电效应”研制出超声波电动机；利用“霍尔效应”研制出霍尔效应自整角机；开关磁阻电机以及在此基础上发展起来的双凸极永磁电机等。此外，还有静电电动机、电介质电动机、磁致伸缩电机、仿生电机等。
结束语：生产技术是微特电机行业转向新技术基础的关键，是科技转化为生产力的中枢环节，是发展品种、提高产品质量、降低成本、使产品具有竞争力的重要手段。因此，它具有巨大的潜在效益。作为问题房间行业，应当审时度势，抓住战机，迅速决策，使得我国微特电机的生产制造技术水平能够较快地缩短与先进工业国家的差距，赶上国际先进水平。
本文比较全面的介绍了，我国微特电机的发展历史以及目前的发展状况及未来发展趋势。总结了，我国微特电机发展的优势以及同微特电机发展强国的差距。
参考文献：
1、程明.微特电机及系统，中国电力出版社，2008.3
2、许青，叶永伟.浙江工业大学，2003.
3、唐苏亚，《电工电能新技术》，1989.
