小功率电机在国内外的发展概况

小功率电机在国内外的发展概况

陈庆祺,何志伟　(华南理工大学电力学院,广东广州　510640

)

摘　要:简要综述近年来小功率电机在国内外生产的状况,探讨小功率电机的发展趋势,并介绍新材料、新元器件在小功率电机中的应用情况。

关键词:小功率电机;生产;发展趋势

The Development of Sm all-Pow er-Motors at H ome and Abroad

CHE N Qing-qi,HE Zhi-wei

(The E lectric P ower C ollege,S outh China Univ.of T ech.,G uangzhou510640,China) Abstract:This paper summarizes the development of small-power-m otors at home and abroad in recent years,and als o discusses the development of small-power-m otors in the future.At last,this pa2 per introduces new material and new com ponent used in it now.

K ey Words:Small-P ower-M otors;Produce;Development T rend

1　引言

涉及一般用途及专门用途的小功率电动机,被广泛地应用于军工设备、电子产品、工业自动控制系统、家用电器、电动工具、仪器仪表、电气玩具等各个方面。随着工厂自动化、办公室自动化、家庭自动化、智能机器人等高新技术领域的迅猛发展,世界各国对小功率电机的需求量不断扩大。在需求多样化及层出不穷的各种新技术的推动下,小功率电机发生了革命性的变化,新产品正在以崭新的面貌不断问世。

2　小功率电机生产的现状

2.1　国外小功率电机生产的现状

20世纪80年代以后,小功率电机市场发生了较大的变化,全世界对小功率电机的需求量激增,促使国外几个主要小功率电机生产国(如日本、美国、德国、英国等)的发展非常迅速,小功率电机产量年平均增长率达到10%～20%。当前,国外很多企业不断更新生产设备,扩大企业规模,如日本马渊公司,年产量为8亿台以上。美国、德国、英国等国家的年产量都是高达几亿台。全球的小功率电机产量现已超过40亿台,并且年需求量平均每年以10%以上的速度在增长。可以预见,随着社会向工业自动化、办公自动化、家庭自动化过渡,并由于应用领域技术水平的提高,小功率电机将会更迅速地向前发展。

近年来随着世界经济全球化发展,欧美工业发达国家在进行产业结构调整,将劳动密集型产品向外转移,从而促使世界小功率电机生产和采购日趋国际化,即小功率电机的主要产地由美国等国家转移到亚洲和中南美洲的发展中国家。

2.2　国内小功率电机生产的现状

我国小功率电机生产始于20世纪50年代,70年代基本上形成了独立的、相当于国际60年代水平的小功率电机体系。80年代前,主要生产小功率的交、直流电机,批量小,品种单一。随着国民经济建设的日益发展,各行业的机械化、自动化程度越来越高,小功率电机越来越广泛地应用在家用计算机外设、办公设备、音响装置、工业自动化设备等领域。小功率电机具有体积小、重量轻、价格便宜和用途广等优点,深受国内外用户的欢迎,社会对小功率电机的需求量不断增加。由于近年来欧美工业发达国家在进行产业结构调整,促使小功率电机生产和采购日趋国际化,在这种形势下,我国的小功率电机得以迅速发展,形成了国营、民营和三资企业三足鼎立格

・

5

2

・

・综　述・ 《电机电器技术》 2004年第1期

局。

根据广州电器科学研究院的不完全统计,我国小功率电机年产量1986年为340万台,1990年为582.4万台,到1996年增长至2982.4万台,1997年为2274.3万台,1998年则为1386.98万台。1997和1998年是由于受亚洲金融危机影响,使市场需求量有所下降。由此可见,我国小功率电机的生产总体上呈快速增长的趋势。据预测,2005年我国小功率电机产量将达到3690万台,2010年的小功率电机年需求量达7420万台。

目前,我国小功率电机生产与先进国家相比,存在主要问题有:一、产品结构不合理,用于家用电器的产品比例过大,其中的交流单相电动机和直流有刷电动机约占总产量的90%;二、生产技术比较落后,产品精度较低,质量得不到控制,影响了国产小功率电机的出口;三、没有完全实现专业化生产,工艺较为落后,新产品开发周期较长。

3　小功率电机的发展趋势

近十几年来,科技发展日新日异,小功率电机应用相当广泛,小功率电机发展已进入了一个新时期。今后小功率电机将呈以下发展趋势。

3.1　产品向小型轻薄、高性能、无刷化、永磁化、机电一体化、智能化发展

在小型轻薄、高性能化方面,由于各类电子产品日益小型化、微型化、传统工业产品及特殊用途产品的电子装置日渐集成化,客观上要求作为功能元件的小功率电机占空率小。众多的制造商不断推出小型轻薄和高性能的产品,比如,对电动自行车用的电机,采用盘式结构,以便与车辆的被驱动部位相适应,达到缩小体积的目的;对家用电器及其他场合使用的交流和直流小功率电机,采用塑料封工艺技术,可降低温升,降低噪声。

在无刷化方面,主要发展无刷直流电机,用电子驱动电路取代传统的换向器电刷组件,以便消除火花和机械摩擦噪声,从而使其具有长寿命、低噪声、低损耗、高效率、高可控、高可靠性、无电磁干扰等一系列优点。目前美、日等国无刷电机产量每年正以15%～20%的速度增长,且其应用不限于小功率场合,已经扩大到小容量的整机。

在永磁化方面,随着小功率电机向小型轻薄、无刷化和电子化的发展,永磁材料在小功率电机中普遍应用是必然趋势。永磁电机以其结构简单、效率高、节能、体积小以及易于实现规模化大批生产等一系列优点,在产业界大受欢迎,特别是采用新一代高性能稀土永磁材料(钕铁硼合金),可以大大提高电动机效率,缩小电机体积。据不完全统计,500W以上的小功率电机中,永磁电机占92%。

在机电一体化、智能化方面,随着微电子技术、电力电子技术和计算机技术的不断发展,可以使小功率电机与变速机构传感元件或检测元件及控制线路构成一体,形成新一代电动伺服系统。与此同时,可以在控制单元中采用可编程微机控制器,实现电机速度和位置自适应调整控制。单片机的应用已推广到各类电机中,可以借助计算机软件技术进一步拓展电动机的功能。

3.2　生产、设计技术的发展

生产技术向自动化、专业化、集约化、柔性化以及生产协作配套网络化发展,C AD设计技术不断丰富、不断进步。国外小功率电机的生产、设计技术的发展可以分为四个阶段:20世纪60年代以前,以通用设备为基础进行手工或半机械化生产;60年代至70年代期间,用机械化流水线生产,以电工机械生产线、高速冲床、数控冲床以及其他专用生产流水线为代表;进入80年代以来,C AD的广泛应用,除了把设计分析、设计综合和设计优化紧密地联系起来之外,还将信息管理、图形显示和专家系统等功能有机地联系起来,构成一个新的集成软件体系;90年代以后,则进入以计算机控制为核心的柔性制造系统,由计算机来控制和组织材料、部件的供应管理,从而可以克服以品种多、批量小为特点的小功率电机生产组织的困难,而生产方式的集约化、自动化、专业化和生产协作配套网络化,则可以方便对大批量的小功率电机生产实现规模化经济。

旧的生产方式已无法满足日益增长的对小功率电机大批量生产的需求,以及对降低成本、提高质量和缩短更新周期等的要求。因此,必须进行以现代化生产为目的的技术改造,尽可能减少人为的操作因素,这是提高产品质量、降低产品成本的基础。

・

6

2

・2004年第1期 《电机电器技术》 ・综　述・