?國外微電機(jī)發(fā)展情況
發(fā)表時間：2013-03-29
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微電機(jī)工業(yè)發(fā)展淵源流長，種類繁多，每戶家庭中對電機(jī)平均用量的多寡代表著一個國家進(jìn)步的情況。微電機(jī)已成為產(chǎn)業(yè)用機(jī)器設(shè)備、電器產(chǎn)品、汽車、摩托車和辦公OA機(jī)器及通信等產(chǎn)品的重要元件，其需求量、成長率相當(dāng)可觀，近兩年來用量更加大幅提升。由于終端產(chǎn)品的發(fā)展日新月異，機(jī)種不斷更新，使得電機(jī)的功能設(shè)計(jì)、開發(fā)、生產(chǎn)也不停的推陳出新。因此未來中高檔次的電機(jī)，其功能需配合新產(chǎn)品的開發(fā)與廠家實(shí)際需求來衡量，整個國際市場潛力極大，以下為市場前瞻性分析。
⑴家電用電機(jī)。微特電機(jī)及控制技術(shù)是現(xiàn)代家電的核心技術(shù)，家電用電機(jī)種類眾多，數(shù)量也大，雖屬較成熟市場，但新機(jī)種強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品的多功能、省能源、低噪聲、振動小，正符合家電產(chǎn)品今后設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、檢測高質(zhì)量化的效果，未來市場將會大幅成長。
⑵通信、電腦周邊產(chǎn)品。此類產(chǎn)品所用高精密小型電機(jī)需求品種愈來愈多，數(shù)量增幅甚為驚人，其配合電子控制，附加價值高，未來發(fā)展?jié)摿艽蟆?nbsp;
⑶汽車用微電機(jī)。汽車銷售量節(jié)節(jié)上升，所應(yīng)用電裝品日益增多。自動定量電子噴油系統(tǒng)取代傳統(tǒng)化油器，ABS剎車皆改由電機(jī)代替，一部汽車由傳統(tǒng)的十幾個電機(jī)增加到三四十個，甚至用到八十多個電機(jī)。摩托車的起動電機(jī)取代了腳踩方式，手提充電式電動工具的多樣化，未來環(huán)保所需的電動汽車，都讓人對高性能直流電機(jī)垂涎三尺，寄予厚望。
⑷電動工具用微電機(jī)。工業(yè)用產(chǎn)品轉(zhuǎn)化成家庭用手提工具，使高級電動工具及家庭電器產(chǎn)品風(fēng)行，對串勵電機(jī)性能要求愈嚴(yán)苛，發(fā)展也愈可觀。
⑸其他特殊用電機(jī)。如衛(wèi)星接收器轉(zhuǎn)向電機(jī)、割草機(jī)、殘障車用電機(jī)、CNC用伺服電機(jī)的數(shù)量都逐年上升，而電腦及高級電器用的無刷電機(jī)數(shù)量增幅最大，數(shù)以千萬臺計(jì)。
⑹工業(yè)用電機(jī)。一向由國際景氣帶動上升，新興工業(yè)國家增加，設(shè)備更新、新機(jī)器的增產(chǎn)，使得工業(yè)電機(jī)的未來仍然充滿希望。
2 技術(shù)發(fā)展趨勢
國外微電機(jī)主要技術(shù)發(fā)展趨勢是：產(chǎn)品向高性能、小體積方向發(fā)展；直流微電機(jī)向永磁化和無刷化方向發(fā)展；控制類微電機(jī)向高性能和組合化方向發(fā)展； 生產(chǎn)技術(shù)向集約化、柔軟化、自動化方向發(fā)展；測試技術(shù)向高級化自動化發(fā)展。
與此同時，微電機(jī)行業(yè)面臨著以下變化：
⑴現(xiàn)代工業(yè)用電機(jī)甚至家電電機(jī)已不再由單純的交直流電直接供電，而是由電力電子驅(qū)動器驅(qū)動。
⑵電機(jī)和驅(qū)動器作為高效率自動化生產(chǎn)中的中樞和執(zhí)行機(jī)，其可靠性是產(chǎn)品成功的首要因素。
⑶隨著電子技術(shù)的日新月異，微電機(jī)行業(yè)和驅(qū)動器制造業(yè)面臨著一個相互收購和合并調(diào)整過程。
⑷面臨市場競爭和市場國際化的趨勢，微電機(jī)行業(yè)正出現(xiàn)國際間強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合的跨國集團(tuán)公司。
⑸驅(qū)動器的引入使現(xiàn)代微電機(jī)的設(shè)計(jì)、材料、生產(chǎn)工藝和制造面臨著新要求和新挑戰(zhàn)。
⑹相對其他工業(yè)特別是電子工業(yè)，微電機(jī)制造業(yè)仍然是自動化程度較低的行業(yè)，換言之，勞動力占產(chǎn)品成本的比重比較高。
3 產(chǎn)品發(fā)展情況
3.1 控制類微電機(jī)
此類電機(jī)包括自整角機(jī)、旋轉(zhuǎn)變壓器、測速度發(fā)電機(jī)、感應(yīng)移相器、伺服電動機(jī)等產(chǎn)品，主用于軍事裝備和自動控制中。這類微電機(jī)除了強(qiáng)調(diào)小型化、高精度、快速反應(yīng)、高可靠性及對惡劣環(huán)境適應(yīng)性以外，還具有以下特點(diǎn)：
⑴品種多，數(shù)量小。軍事裝備門類多，要求各異，又不斷更新?lián)Q代，決定了這類電機(jī)的這一特點(diǎn)。美國kearfortt公司宣稱， 該公司可供國防部選用的品種規(guī)格達(dá)5000種以上，但年產(chǎn)量僅100萬臺。INLAND公司工業(yè)生產(chǎn)直流力矩電機(jī)， 產(chǎn)品機(jī)座最小僅2in，最大2m，品種500多種。
⑵標(biāo)準(zhǔn)化、系列化水平高。西方國家為了達(dá)到武器設(shè)備的互換性和三軍使用的統(tǒng)一性，長期以來在軍用微電機(jī)標(biāo)準(zhǔn)化和系列化方面，不惜重金開展了多方研究工作，形成了以美軍標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。如英國DEF-148、法國170-510、日本NDS5340等標(biāo)準(zhǔn)，均注明與美軍標(biāo)準(zhǔn)同類產(chǎn)品可互換。前蘇聯(lián)和東歐國家則按前蘇聯(lián)國家標(biāo)準(zhǔn)（TOCT）中有關(guān)軍用等級生產(chǎn)。美軍標(biāo)準(zhǔn)代表世界先進(jìn)水平。
⑶生產(chǎn)高度壟斷，技術(shù)嚴(yán)格封鎖。軍事裝備中用的微電機(jī)大多屬于精密控制電機(jī)，且在裝備中起著關(guān)鍵作用。另外，要求較多的精密加工設(shè)備和檢測設(shè)備，特別是現(xiàn)代微特電機(jī)技術(shù)集電機(jī)、微電子、精密加工和計(jì)算機(jī)技術(shù)于一身，一般企業(yè)難以承擔(dān)生產(chǎn)和開發(fā)新品任務(wù)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前世界上生產(chǎn)軍用微電機(jī)的廠家僅數(shù)十個，其中著名的廠家美國占1／3（12個），英國有4個，法國、日本、意大利各有2個，形成高度壟斷局面，并受政府的重視和保護(hù)。美軍在1986～1990年間投資10億美元專款，用于開發(fā)各類數(shù)字系統(tǒng)用微電機(jī)及控制裝置。北約組織長期以來，將軍用微電機(jī)列入摪屯硵控制物資名單中。
下面介紹國外幾個主要工業(yè)發(fā)達(dá)國家軍用控制微電機(jī)的發(fā)展近況。
美國軍用微電機(jī)制造業(yè)具有較長的歷史，其科研和產(chǎn)品水平處于世界領(lǐng)先地位。長期以來，西方國家軍事裝備和電子裝置中應(yīng)用的各類微電機(jī)絕大部分一直由美國幾個主要公司供給。微電機(jī)美軍標(biāo)準(zhǔn)已成為具有國際標(biāo)準(zhǔn)的地位。英國具有較好的電機(jī)工業(yè)基礎(chǔ)，軍用微特電機(jī)工業(yè)水平亦較高，其產(chǎn)品除供本國軍方選用外，也向北約組織國供應(yīng)。法、日、德等國的軍用微電機(jī)工業(yè)起步較晚，其產(chǎn)品技術(shù)水平低于美國，品種規(guī)格也少。法國和德國均依賴本國技術(shù)特點(diǎn)，開發(fā)部分新產(chǎn)品，形成具有特色的專門技術(shù)產(chǎn)品。如法國的位置傳感產(chǎn)品，西德的無刷電動機(jī)和步進(jìn)電機(jī)等，均達(dá)到或接近美國水平。前蘇聯(lián)的微電機(jī)工業(yè)有較長的發(fā)展歷史并形成了獨(dú)立的科研和生產(chǎn)體系，采取封閉集中式生產(chǎn)，由少數(shù)大型軍工骨干企業(yè)承擔(dān)，特別重視產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性，但其產(chǎn)品性能水平和新品開發(fā)與美國相比有一定的差距。
這類微電機(jī)今后的技術(shù)發(fā)展應(yīng)繼續(xù)提高和完善傳統(tǒng)產(chǎn)品的性能，開發(fā)能滿足特殊要求的新品種。如開發(fā)粗、中、精三通道位置傳感器，精度可達(dá)角秒級，分辨率超過21bit。開發(fā)各類直接驅(qū)動電動伺服機(jī)構(gòu)用的低速交流和直流力矩電動機(jī)，多極印制繞組盤式電動機(jī)，片狀微電機(jī)，以逐步取代傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)產(chǎn)品。繼續(xù)完善與微電機(jī)配套的電子元器件的功能，開發(fā)專用微處理器芯片及集成電路，研究電機(jī)控制的新原理和新方法。
3.2 微型永磁直流電動機(jī)
世界上最早的電機(jī)原型就是永磁電機(jī)，只是當(dāng)時永磁材料性能不良，而被電磁式電機(jī)占了主流。
朝陽配電箱、朝陽電控設(shè)備、朝陽昌華電控鋁鎳鈷永磁體的問世使永磁電機(jī)開始發(fā)展，但由于其價格比較高，所以鋁鎳鈷永磁電動機(jī)應(yīng)用面并不廣。自從廉價鐵氧體的出現(xiàn)才使永磁電動機(jī)的應(yīng)用量大幅度增加，應(yīng)用面從玩具電機(jī)、音像電機(jī)、汽車微電機(jī)到工業(yè)用的小功率驅(qū)動和伺服驅(qū)動等。據(jù)統(tǒng)計(jì)，500W以下的直流電機(jī)中永磁電動機(jī)占92％以上，其中絕大多數(shù)是鐵氧體永磁電動機(jī)。鐵氧體使用至今，但由于其磁性較差，不適合高性能電機(jī)的需要，因而20世紀(jì)60年代出現(xiàn)了稀土釤鈷永磁體，其最大磁能積是鋁鎳鈷的四倍多，是鐵氧體的五倍多。釤鈷永磁體的出現(xiàn)使高性能伺服電動機(jī)得到實(shí)現(xiàn)，
但由于釤鈷永磁體價格過高，限制了其應(yīng)用。20世紀(jì)80年代出現(xiàn)釹鐵硼永磁材料，
除了工作溫度和磁溫度系數(shù)不及釤鈷永磁體外，其他性能都超過了釤鈷，而且釹鐵硼永磁體遠(yuǎn)比釤鈷價格低得多。高性能永磁體的出現(xiàn)和性能不斷提高，將會引起電機(jī)行業(yè)的巨大改變。預(yù)計(jì)各種伺服電動機(jī)，不論是直流和交流，還是步進(jìn)電機(jī)最終都將過渡到永磁電機(jī)，甚至于應(yīng)用領(lǐng)域很廣的交流異步電機(jī)也最終要被各類型的永磁電機(jī)所代替。
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