Heutzutage haben sich Mikromotoren in praktischen Anwendungen von einfachen Anlaufsteuerungen und Stromversorgungen hin zu präzisen Steuerungen von Drehzahl, Position, Drehmoment usw. entwickelt, insbesondere in der Industrie-, Büro- und Hausautomation. Fast alle nutzen elektromechanische Integrationsprodukte, die Motor-, Mikroelektronik- und Leistungselektronik vereinen. Die Elektronikisierung ist ein unaufhaltsamer Trend in der Entwicklung von Mikro- und Spezialmotoren.
Moderne Mikromotorentechnologie integriert zahlreiche Spitzentechnologien wie Motoren, Computer, Regelungstechnik und neue Werkstoffe und findet zunehmend Anwendung in militärischen und industriellen Bereichen sowie im Alltag. Daher muss die Entwicklung der Mikromotorentechnologie an die Entwicklungsbedürfnisse von Schlüsselindustrien und Hightech-Branchen angepasst werden.
Weitergehende Anwendungsszenarien:
1. Mikromotoren für Haushaltsgeräte
Um den Nutzeranforderungen kontinuierlich gerecht zu werden und sich an die Bedürfnisse des Informationszeitalters anzupassen – mit dem Ziel, Energieeinsparung, Komfort, Vernetzung, intelligente Funktionen und sogar vernetzte Geräte (Informationsgeräte) zu realisieren –, ist der Austauschzyklus von Haushaltsgeräten sehr kurz. Entsprechend hoch sind die Anforderungen an die Motoren: Effizienz, geringe Geräuschentwicklung, niedrige Vibrationen, niedriger Preis, Drehzahlregelung und intelligente Funktionen. Mikromotoren für Haushaltsgeräte machen 8 % aller Mikromotoren aus und kommen unter anderem in Klimaanlagen, Waschmaschinen, Kühlschränken, Mikrowellen, Ventilatoren, Staubsaugern und Entwässerungsanlagen zum Einsatz. Der weltweite Jahresbedarf liegt bei 450 bis 500 Millionen Einheiten. Diese Motoren sind zwar nicht sehr leistungsstark, aber in vielen Varianten erhältlich. Zu den Entwicklungstrends von Mikromotoren für Haushaltsgeräte gehören:
① Permanentmagnet-Bürstenlose Motoren werden nach und nach die einphasigen Asynchronmotoren ersetzen;
② Optimiertes Design durchführen und Produktqualität und Effizienz verbessern;
③ Einführung neuer Strukturen und Prozesse zur Verbesserung der Produktionseffizienz.
2. Mikromotoren für Automobile
Mikromotoren für Automobile machen 13 % aus und umfassen Anlassergeneratoren, Scheibenwischermotoren, Motoren für Klimaanlagen und Lüfter, elektrische Tachometermotoren, Fensterhebermotoren, Türschlossmotoren usw. Im Jahr 2000 betrug die weltweite Automobilproduktion etwa 54 Millionen Einheiten, und jedes Auto benötigte durchschnittlich 15 Motoren, sodass die Welt 810 Millionen Einheiten benötigte.
Die wichtigsten Punkte für die Entwicklung der Mikromotorentechnologie für Automobile sind:
① Hohe Effizienz, hohe Leistung, Energieeinsparung
Die Betriebseffizienz kann durch Maßnahmen wie die Auswahl von Hochleistungsmagnetmaterialien, hocheffiziente Kühlmethoden und eine verbesserte Reglereffizienz gesteigert werden.
②Intelligent
Die Intelligenzisierung von Automobilmotoren und Steuergeräten ermöglicht es dem Auto, optimal zu laufen und den Energieverbrauch zu minimieren.
3. Mikromotoren für industrielle elektrische Antriebe und Steuerungen
Diese Art von Mikromotoren macht 2 % aus und findet Anwendung in CNC-Werkzeugmaschinen, Manipulatoren, Robotern usw. Es handelt sich hauptsächlich um Wechselstrom-Servomotoren, Schrittmotoren, Gleichstrommotoren mit großem Drehzahlbereich, bürstenlose Wechselstrommotoren usw. Diese Motoren zeichnen sich durch ihre Vielfalt und hohen technischen Anforderungen aus. Die Nachfrage nach ihnen steigt rasant.
Entwicklungstrend von Mikromotoren
Mit Beginn des 21. Jahrhunderts steht die nachhaltige Entwicklung der Weltwirtschaft vor zwei zentralen Herausforderungen: Energie und Umweltschutz. Einerseits steigen mit dem Fortschritt der Gesellschaft die Ansprüche an die Lebensqualität, und das Umweltbewusstsein wächst. Spezialmotoren finden nicht nur in Industrie und Bergbau, sondern auch im Handel und im Dienstleistungssektor breite Anwendung. Insbesondere im privaten Bereich bergen immer mehr Produkte ein gewisses Gefahrenpotenzial für Mensch und Eigentum. Vibrationen, Lärm und elektromagnetische Störungen können zu Umweltbelastungen und Gefahren für die öffentliche Sicherheit führen. Da der Wirkungsgrad von Motoren direkt mit dem Energieverbrauch und dem Ausstoß schädlicher Gase zusammenhängt, werden die internationalen Anforderungen an diese technischen Kennzahlen immer strenger. Dies hat das Interesse der in- und ausländischen Motorenindustrie geweckt. Von der Motorstruktur bis hin zu energiesparenden Technologien, Materialien, elektronischen Bauteilen, Steuerschaltungen und elektromagnetischer Auslegung wird intensiv an der Optimierung der Motoren geforscht. Auf Basis exzellenter technischer Leistung werden die neuen Mikromotorenprodukte zudem die entsprechenden Richtlinien für Energieeinsparung und Umweltschutz umsetzen. Internationale Normen fördern den Fortschritt verwandter Technologien, wie z. B. neue Motorenstanzverfahren, Wicklungsdesign, Verbesserung der Belüftungsstruktur und verlustarme Materialien mit hoher magnetischer Permeabilität, Seltenerd-Permanentmagnetmaterialien, Technologien zur Geräusch- und Vibrationsreduzierung, Leistungselektronik, Steuerungstechnik und Technologien zur Reduzierung elektromagnetischer Störungen sowie andere angewandte Forschungsarbeiten.
Unter der Prämisse, dass sich die wirtschaftliche Globalisierung beschleunigt, die Länder den beiden Hauptthemen Energieeinsparung und Umweltschutz mehr Aufmerksamkeit schenken, der internationale technische Austausch und die Zusammenarbeit intensiviert werden und sich das Tempo der technologischen Innovation beschleunigt, ist der Entwicklungstrend der Mikromotorentechnologie folgender:
(1) Neue und fortschrittliche Technologien einsetzen und sich in Richtung Elektronik weiterentwickeln;
(2) Hohe Effizienz, Energieeinsparung und umweltfreundliche Entwicklung;
(3) Entwicklung hin zu hoher Zuverlässigkeit und elektromagnetischer Verträglichkeit;
(4) Entwicklung hin zu geringem Lärm, geringen Vibrationen, niedrigen Kosten und niedrigem Preis;
(5) Entwicklung hin zu Spezialisierung, Diversifizierung und Intelligenz.
Darüber hinaus entwickeln sich Mikro- und Spezialmotoren in Richtung Modularisierung, Kombination, intelligenter elektromechanischer Integration sowie bürstenloser, kernloser und permanentmagnetisierter Bauweise. Besonders hervorzuheben ist, dass mit der Erweiterung des Anwendungsbereichs von Mikro- und Spezialmotoren auch die Umweltbelastung zunimmt und herkömmliche Motoren nach elektromagnetischem Prinzip den Anforderungen nicht mehr vollständig gerecht werden können. Die Nutzung neuer Erkenntnisse in verwandten Disziplinen, darunter neue Funktionsprinzipien und Materialien, zur Entwicklung von Mikromotoren mit nicht-elektromagnetischen Prinzipien hat sich daher zu einer wichtigen Entwicklungsrichtung im Motorenbereich entwickelt.
Veröffentlichungszeit: 01.12.2023