机电一体化微电机的开发现状以及发展前景

　　摘要：机电一体化微电机是一种由多项技术复合形成的高科技产品。涉及
到众多科学领域。本文介绍其开发现状、发展前景及应用。
　　
　　关键词：机电一体化；微电机；现状；应用；发展
　　
　　一、引言
　　
　　随着电子技术，特别是微电子技术、计算机技术、材料技术、自动控制技术
以及生物工程技术等在微特电机上的不断应用，现代微电机已发展到以电子
计算机等微电子软、硬件产品为中枢神经、传感器为耳目、电动机为手足、机械
本体为躯干、电力电子器件等为生命源的新一代伺服驱动系统，这就是常说的
机电一体化微电机。
　　
　　本文介绍机电一体化微电机的开发现状和发展前景，并举例阐述机电一
体化微电机在工业领域的应用。
　　
　　二、机电一体化微电机的开发现状
　　
　　作为机电一体化系统的重要组成部分之一的驱动和执行部分。微电机是最
常用的驱动元件和执行元件。
　　
　　20 世纪 70 年代以后，随着大规模和超大规模集成电路和微型计算机的
迅猛发展以及电力电子器件在微电机上的广泛应用，电机与机械部件在空间
上的结合愈来愈紧密，使得电机与电源、驱动系统、控制系统组合在一起，大
大改善了系统的整体性能和效率，传统的感应电动机扩展其应用领域，交流
调速系统正在很多方面取代直流调速系统。
　　
　　20 世纪 70 年代末，国外研制成功永磁交流伺服电动机，以其高效、体积
小、重量轻以及运行性能好的特点在数控机床和工业机器人中得到迅速推广和
应用。美国国家电力电子应用中心 B．K．Bose 教授把这种采用永磁材料制造
的无刷电动机称之为高级电机(Advanced Motor)，其系统的调速比可精确控
制到 1：100 000 的水平。在这些精密调速系统中。采用了 IGBT 和 MCT 等新
型电力电子器件，同时采用了数字信号处理器(DSP)，软件方面则采用了专家
系统。目前，海外在一些高精度数控机床和加工中心上已基本淘汰直流伺服电
机驱动系统。
　　
　　开关磁阻史机近年也有了迅速发展，它是由电子控制器供电的无级调速
系统，具有优良的调速性能，可与直流电机调速系统相媲美。这是一种典型的
机电一体化产品，已经推广到许多工业领域和家用电器领域。
　　
　　开关磁阻电机结构比直流电机简单，甚至比笼型电机还简单，无换向器