W dzisiejszych zastosowaniach praktycznych, mikrosilniki ewoluowały od prostych systemów sterowania rozruchem i zasilaniem w przeszłości do precyzyjnej kontroli prędkości, położenia, momentu obrotowego itp., szczególnie w automatyce przemysłowej, biurowej i domowej. Prawie wszystkie wykorzystują produkty integracji elektromechanicznej, które łączą technologię silników, mikroelektronikę i elektronikę mocy. Elektronizacja jest nieuniknionym trendem w rozwoju mikrosilników i silników specjalnych.
Nowoczesna technologia mikrosilników integruje wiele zaawansowanych technologii, takich jak silniki, komputery, teoria sterowania i nowe materiały, i przenosi się z sektora wojskowego i przemysłowego do codziennego użytku. Dlatego rozwój technologii mikrosilników musi być dostosowany do potrzeb rozwojowych branż filarowych i zaawansowanych technologicznie.
Szersze scenariusze wykorzystania:
1. Mikrosilniki do urządzeń gospodarstwa domowego
Aby stale spełniać wymagania użytkowników i dostosowywać się do potrzeb ery informacji, osiągając oszczędność energii, komfort, łączność sieciową, inteligencję, a nawet urządzenia sieciowe (urządzenia informacyjne), cykl wymiany urządzeń gospodarstwa domowego jest bardzo szybki, a silniki wspomagające stawiane są wysokim wymaganiom. Wymagania dotyczą wydajności, niskiego poziomu hałasu, niskich wibracji, niskiej ceny, regulowanej prędkości i inteligencji. Mikrosilniki stosowane w urządzeniach gospodarstwa domowego stanowią 8% całkowitej liczby mikrosilników: w tym klimatyzatorów, pralek, lodówek, kuchenek mikrofalowych, wentylatorów elektrycznych, odkurzaczy, urządzeń odwadniających itp. Roczne zapotrzebowanie na nie na świecie wynosi od 450 do 500 milionów sztuk (zestawów). Ten typ silników nie jest bardzo mocny, ale charakteryzuje się dużą różnorodnością. Trendy rozwoju mikrosilników w urządzeniach gospodarstwa domowego obejmują:
①Silniki bezszczotkowe z magnesami trwałymi będą stopniowo zastępować jednofazowe silniki asynchroniczne;
② Wdrożenie zoptymalizowanego projektu i poprawa jakości oraz wydajności produktu;
③Wprowadzenie nowych struktur i procesów w celu zwiększenia wydajności produkcji.
2. Mikrosilniki do samochodów
Mikrosilniki samochodowe stanowią 13% produkcji, wliczając w to rozruszniki, silniki wycieraczek, silniki klimatyzatorów i wentylatorów chłodzących, silniki elektrycznych prędkościomierzy, silniki rolet szyb, silniki zamków drzwi itp. W 2000 roku światowa produkcja samochodów wyniosła około 54 milionów sztuk, a każdy samochód wymagał średnio 15 silników, co oznacza, że światowe zapotrzebowanie wyniosło 810 milionów sztuk.
Kluczowe punkty dotyczące rozwoju technologii mikrosilników dla samochodów to:
①Wysoka wydajność, wysoka wydajność, oszczędność energii
Wydajność pracy urządzenia można poprawić poprzez zastosowanie takich środków jak duża prędkość, dobór wysokowydajnych materiałów magnetycznych, wysokowydajne metody chłodzenia oraz udoskonalona wydajność sterownika.
②Inteligentny
Inteligentne rozwiązania w zakresie silników i sterowników samochodowych pozwalają na optymalne wykorzystanie potencjału samochodu i minimalizację zużycia energii.
3. Mikrosilniki do przemysłowego napędu elektrycznego i sterowania
Ten typ mikrosilników stanowi 2%, wliczając obrabiarki CNC, manipulatory, roboty itp. Głównie serwosilniki prądu przemiennego, silniki krokowe, silniki prądu stałego o dużej prędkości, bezszczotkowe silniki prądu przemiennego itp. Ten typ silników występuje w wielu wariantach i ma wysokie wymagania techniczne. Jest to typ silnika, na który popyt dynamicznie rośnie.
Trend rozwoju mikromotorycznego
Wraz z wejściem w XXI wiek, zrównoważony rozwój światowej gospodarki staje w obliczu dwóch kluczowych kwestii – energii i ochrony środowiska. Z jednej strony, wraz z postępem cywilizacji, ludzie mają coraz wyższe wymagania dotyczące jakości życia, a świadomość ochrony środowiska rośnie. Silniki specjalistyczne są szeroko stosowane nie tylko w przedsiębiorstwach przemysłowych i górniczych, ale także w handlu i usługach. Coraz więcej produktów wkracza do życia codziennego, co bezpośrednio zagraża bezpieczeństwu ludzi i mienia; wibracje, hałas i zakłócenia elektromagnetyczne staną się zagrożeniem dla społeczeństwa, zanieczyszczając środowisko; sprawność silników jest bezpośrednio związana ze zużyciem energii i emisją szkodliwych gazów, dlatego międzynarodowe wymagania dotyczące tych wskaźników technicznych stają się coraz bardziej rygorystyczne, co przyciągnęło uwagę krajowego i zagranicznego przemysłu motoryzacyjnego, począwszy od konstrukcji silników, a skończywszy na badaniach nad oszczędzaniem energii w wielu aspektach, takich jak technologia, materiały, komponenty elektroniczne, obwody sterowania i projektowanie elektromagnetyczne. Dzięki doskonałym parametrom technicznym, nowa generacja mikrosilników będzie również wdrażać odpowiednie strategie mające na celu oszczędzanie energii i ochronę środowiska. Normy międzynarodowe promują postęp w powiązanych technologiach, takich jak nowe tłoczenia silników, konstrukcja uzwojeń, udoskonalenie struktury wentylacji i materiały o niskiej stratności i wysokiej przenikalności magnetycznej, materiały z magnesami trwałymi ziem rzadkich, technologia redukcji hałasu i drgań, technologia elektroniki mocy, technologia sterowania i technologia redukcji zakłóceń elektromagnetycznych oraz inne badania stosowane.
Biorąc pod uwagę fakt, że trend globalizacji gospodarczej przyspiesza, kraje zwracają większą uwagę na dwa główne problemy: oszczędzanie energii i ochronę środowiska, wzmacnia się międzynarodowa wymiana techniczna i współpraca, a tempo innowacji technologicznych przyspiesza, trend rozwoju technologii mikrosilników jest następujący:
(1) Wdrażać nowe i zaawansowane technologie oraz rozwijać się w kierunku elektroniki;
(2) Wysoka efektywność, oszczędność energii i zielony rozwój;
(3) Rozwój w kierunku wysokiej niezawodności i kompatybilności elektromagnetycznej;
(4) Rozwój w kierunku niskiego poziomu hałasu, niskich wibracji, niskich kosztów i cen;
(5) Rozwijać się w kierunku specjalizacji, dywersyfikacji i inteligencji.
Ponadto, mikrosilniki i silniki specjalne rozwijają się w kierunku modularyzacji, kombinacji, inteligentnej integracji elektromechanicznej oraz bezszczotkowych, bezrdzeniowych silników żelaznych i silników z magnesami trwałymi. Na szczególną uwagę zasługuje fakt, że wraz z rozwojem zastosowań mikrosilników i silników specjalnych, wpływ na środowisko naturalne, jaki wywierają zachodzące zmiany, tradycyjne silniki elektromagnetyczne nie są już w stanie w pełni sprostać tym wymaganiom. Wykorzystanie nowych osiągnięć w pokrewnych dyscyplinach, w tym nowych zasad i materiałów, do opracowywania mikrosilników z zasadami nieelektromagnetycznymi, stało się ważnym kierunkiem rozwoju silników.
Czas publikacji: 01-12-2023