第一節(jié) 產(chǎn)品生產(chǎn)技術發(fā)展現(xiàn)狀

進入20世紀以后，迅速發(fā)展的電力電子技術、微電子技術、計算機技術和現(xiàn)代控制理論賦予電機新的生命，不僅使交流傳動的控制性能可與直流傳動相媲美，而且產(chǎn)生了如永磁無刷直流電動機、交流伺服電動機、開關磁阻電動機、無刷雙饋電動機等一系列不同于傳統(tǒng)電機的新型特種電機。20世紀20年代Park提出的電機坐標變換理論、1969年Hasse提出的矢量控制概念、1971年Blaschke完善交流電機矢量控制理論、1985年Depenbrock提出直接轉矩控制理論等，上述理論革新極大地推動了電機 行業(yè) 的進步。為了滿足各種應用要求，不斷開發(fā)新型結構、采用新型材料、改進加工工藝仍是微型馬達發(fā)展的重點，軸向盤式結構、拼塊組合結構、片狀繞組等，而高性能稀土永磁、陶瓷合金、實心導磁體、高強度工程塑料等新型材料的廣泛應用正在對微型馬達技術發(fā)展產(chǎn)生深遠的影響。

微型馬達技術涉及的學科和技術領域包括電機技術、材料技術、計算技術、控制技術、微電子技術、電力電子技術、傳感技術、網(wǎng)絡技術等，屬多學科、多技術領域交叉的綜合技術。各學科和技術領域中的最新成果都能很快在微型馬達領域中得到應用，尤其是新材料的發(fā)展和應用，新一代驅動技術的研制和應用，網(wǎng)絡化控制技術的發(fā)展，都給微型馬達帶來新的發(fā)展理念，并深入到產(chǎn)品應用中。

第二節(jié) 產(chǎn)品生產(chǎn)工藝特點或流程 

1、微型馬達結構和生產(chǎn)批量的較大差異使生產(chǎn)組織模式和工藝規(guī)程相差很大

目前微型馬達向經(jīng)濟型和高性能型兩個方向發(fā)展。經(jīng)濟型微型馬達的特點是數(shù)量極大，價格低廉。例如冰箱、空調、音響等家用電器電機，汽車、電動車用電機，計算機及其外設用電機，辦公自動化設備電機及電動工具電機等。其生產(chǎn)工藝特點主要：

a)有優(yōu)化詳細的工藝規(guī)程、工序、工步劃分很細，加工工藝比較先進；

b)勞動分工很細，對操作者的技能要求單一；

c)較多地使用專用設備、專用工模具，機械化、自動化程度高，一般采用流水線作業(yè)，固定資產(chǎn)投入較大，但生產(chǎn)效率高，加工成本相對較低。

2、制造工藝涉及的專業(yè)很廣泛

微型馬達制造工藝涉及的專業(yè)領域比較廣泛，其工藝主要包括機械制造工藝、模具成形工藝、特種工藝、專用工藝及驅動器制造工藝。

機械制造工藝包括各種結構件的機加工，如車、銑、刨、磨等；模具成形工藝包括沖壓、塑料成形、鑄造等；特種工藝包括熱處理、焊接、表面處理等；微型馬達專用工藝包括鐵心制造、繞線嵌線、絕緣、磁鋼粘接等；驅動器制造工藝主要包括線路板焊接、調式等。

3、相對落后的制造工藝和先進的制造工藝并存

近幾年各企業(yè)都投入大量資金進行技術改造，引進了不少國外先進制造微型馬達的關鍵設備和測試設備，引進成套生產(chǎn)線和比較先進的工藝技術，同時隨著國內電工制造專用設備的快速發(fā)展，在大批量微型馬達生產(chǎn)中，廣泛使用高速沖床、自動繞線嵌線機、自動絕緣設備、轉子和換向器精車機、工裝模具加工設備及在線自動檢測設備等高效先進設備，帶來了微型馬達加工工藝技術的快速發(fā)展，極大地提高了生產(chǎn)效率、加工精度和產(chǎn)品質量。

同時，在國內微型馬達生產(chǎn)企業(yè)中，中小企業(yè)占90%以上，由于各方面的制約和考慮，還存在著大量勞動密集型企業(yè)，手工操作占相當大的工作量，機械化、自動化程度很低。這些企業(yè)的加工手段和檢測技術比較落后，產(chǎn)品的一致性、可靠性難以得到充分保證。

與先進國家微型馬達制造和檢測的機械化、自動化相比，我國微型馬達制造的整體水平還有一定的差距。

4、微型馬達結構的多樣性和使用環(huán)境條件的特殊性帶來了制造工藝的多樣性和復雜性

微型馬達結構的多樣性致使制造工藝差異較大，不同結構的繞組制造工藝就截然不同。使用環(huán)境條件的特殊要求也加大了制造工藝的復雜性。為軍工配套和特種微型馬達的制造企業(yè)，針對制造中的“三防”、電磁兼容、高低溫、沖擊振動等使用環(huán)境要求，在產(chǎn)品設計和制造工藝上都采取了許多措施，進行了工藝試驗和 研究 ，取得了較好的效果。

由于工藝規(guī)程的多樣性，同一零件，不同的生產(chǎn)廠或同一生產(chǎn)廠的不同的工藝員可設計出不同的工藝方案及工程規(guī)程，而且差異較大，這就導致了零部件的加工難度、加工質量、加工成本的不同。

5、專業(yè)化協(xié)作越來越廣泛

由于微型馬達加工的涉及專業(yè)和應用工藝的廣泛性，為了降低微型馬達生產(chǎn)成本，縮短生產(chǎn)周期，提高競爭力，許多生產(chǎn)企業(yè)采取了專業(yè)廠家生產(chǎn)協(xié)作的模式。這樣，既節(jié)省了設備和技術改造更新的投入，避免了大而全、小而全的經(jīng)營模式，又帶動了周邊經(jīng)濟的發(fā)展。這種模式在東南沿海的批量生產(chǎn)中更為突出。

隨著零部件專業(yè)化生產(chǎn)水平不斷上升，近幾年，我國微型馬達零部件專業(yè)化生產(chǎn)水平有了長足進步，許多零部件配套加工企業(yè)都引進和添置許多設備，以確保大批量生產(chǎn)的品質。專業(yè)化協(xié)作生產(chǎn)主要包括機殼、端蓋、轉軸、塑料件、換向器、電刷、磁鋼、轉子等零部件及各種工裝模具，產(chǎn)品除與國內配套外，還遠銷海外。

第三節(jié) 國內外生產(chǎn)技術發(fā)展趨勢 分析

隨著信息技術、材料技術、生命技術、能源技術的進步，微型馬達技術正在進入一個新的發(fā)展階段，其趨勢體現(xiàn)為：

（1）節(jié)能和智能化

節(jié)約能源是各行各業(yè)的要求，智能化是現(xiàn)代技術發(fā)展和滿足人類生活水平的要求。隨著技術進步，微型馬達各應用領域的產(chǎn)品對電機要求不斷提高。如家電領域中，隨著健康型、節(jié)能型、智能型變頻空調家電產(chǎn)品的推廣，相應配套的電機要求具備更高效能，以達到節(jié)能目的，并要求智能化，實現(xiàn)家電設備的模糊控制，以達到高度自動化。

（2）機電一體化

隨著電子技術，控制技術以及電機本體的發(fā)展和變化，傳統(tǒng)電機分類間的界限越來越模糊，這是機電一體化的必然趨勢。機電一體化技術是以微電子為主導的多種新興技術與精密機械融合的綜合性新技術。隨著電力電子技術的成熟發(fā)展和客戶對自動化需求的增加，電動機、調速裝置和電器被視為一個整體。電動機與驅動系統(tǒng)的發(fā)展方向是：集成化，即電力電子、電動機及控制系統(tǒng)高度集成化，上述三者從設計、制造到運行、維護均緊密地融為一體；通用化，即同一傳動系統(tǒng)可以針對不同形式的電動機和不同的運行模式而實行不同的控制方式；信息化，即現(xiàn)代電氣傳動系統(tǒng)不但是轉換、傳送能量的裝置，而且要成為傳遞、交換信息的通道。

（3）無刷化

為降低微型馬達運行時的噪音，提高電磁兼容性能和電機可靠性能，延長電機使用壽命，除了在電機結構上不斷改進，業(yè)界一直致力于發(fā)展各種無刷電機。經(jīng)過多年的研發(fā)，取得了顯著的成果，如無刷直流電機、無刷自整角機、無刷旋轉變壓器等，許多電機新品種已經(jīng)進入商品化生產(chǎn)。例如，冰箱的變頻壓縮機中采用無刷永磁直流電動機，可以大幅增大其制冷水平的可調范圍。但是，由于無刷電機所涉及的技術要求較高，要求掌握相關電機技術、硬件技術、軟件控制技術、傳感技術、稀土材料技術、大功率電子技術，目前國內市場大功率無刷電機產(chǎn)品還是比較少見。

（4）微型化

由于電子技術的快速發(fā)展和廣泛應用，一方面要求微型馬達向小型化、扁平化、輕量化方向發(fā)展，以適應電子產(chǎn)品日益微型化的需要；另一方面也為微型馬達的微型化創(chuàng)造了條件。微型馬達的微型化，不僅指它的質量和體積，還指它的功率消耗。現(xiàn)代電子產(chǎn)品（如手機）用電機往往是耗電總量最大的元器件之一，又如在宇航系統(tǒng)中，通常以燃料電池或太陽能電池供電，所有電器元件的耗電量受到嚴格控制。因此，微型馬達的微型化是目前迫切需要解決的問題。為了使電機微型化，通常采取改進設計、簡化結構，采用新材料、新工藝等措施。例如，日本一家公司推出了重量僅4mg的微型馬達，可在人體血管中穿行。

（5）永磁化

隨著微型馬達向微薄輕型化、無刷化和電子化的方向發(fā)展，永磁材料在微型馬達中的普遍應用已是必然趨勢。我國稀土資源豐富，所研制生產(chǎn)的釹鐵硼永磁體的最大磁能積（磁能積是衡量磁體所儲存能量大小的重要參數(shù)之一）已處于國際先進水平，為我國永磁電機的發(fā)展提供了良好的條件。

（6）低噪音、低振動、低干擾

隨著人們生活水平的提高，對環(huán)境條件要求靜化和優(yōu)化，為確保信息收集、傳輸和存貯正常進行，需防止無線電磁干擾。降低微型馬達噪音和振動、防止電磁干擾乃是今后產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)工藝改造中的重要課題。

（7）數(shù)字化

微型馬達的數(shù)字化是指在其控制單元中采用可編程控制器，綜合現(xiàn)代控制理論、電力電子技術、微電子技術等，實現(xiàn)電機速度和位置的自適應調整與控制。電動機控制策略的模擬實現(xiàn)正逐漸退出歷史舞臺，而采用微處理器、通用計算機、DSP控制器等現(xiàn)代手段構成的數(shù)字控制系統(tǒng)得到了快速發(fā)展，電動機控制系統(tǒng)正朝著高精度、高性能、網(wǎng)絡化、信息化、系統(tǒng)芯片化方向不斷進步。

（8）測試技術向高效和自動化發(fā)展

電機驅動與控制采用中大規(guī)模集成電路后，控制電路簡化，有利于電機的驅動器輕薄短小化，并使驅動精度和可靠性提高，同時降低成本。隨著電機性能的提高，要求與其配套的檢測技術精確度更高。

（9）極端制造技術的使用

微型馬達制造技術正在從常規(guī)制造、傳統(tǒng)制造向極端制造方向發(fā)展。所謂極端制造是指在極端條件或環(huán)境下，制造極端尺度或極高功能的器件和系統(tǒng)。如：制造天空飛行器、微納電機、微納光機電系統(tǒng)等極小尺度和極高精度的產(chǎn)品。



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