和电刷，转子铁心上无绕组，有可能在中小功率范围内与笼型电机争雄。会占
有一部分市场。这个动向已引起欧美等国工业界的重视。
　　
　　将控制和保护电路直接装在电机内。使控制电路和电机融为一体，这已不
是鲜为人知的事。20 世纪 80 年代初期发展起来的片状微电机则没有换向器和
电刷，在线圈的空隙中放有用来检测转子位置的霍尔元件和检测转子速度的
频率发生器(FG)，省去了电机附加测速发电机的特殊结构，并配有控制电枢
电流和接受处理信号的电子电路。图 1 给出了这种片状无刷电动机的驱动回路
示意，它基本上由两部分组成，一是以频率发生器(FG)得到的速度信号，即
电枢电流产生力矩反馈电路的速度控制回路。二是处理从霍尔元件得到的转子
位置信号，适当地分配电枢电流的相位控制电路，片状微电机目前在
OA、FA、HA 以及 FDD 市场上应用广泛。机电一体化技术使微电机大大扩展其
应用领域和更新换代的速度。
　　
　　三、机电一体化微电机的发展前景
　　
　　1．超微电动机超微电动机是指那些形状非常小(1mm 以下)，重量很轻，
并且在同一块基板上(硅或其他材料)，采用微电子技术和微加工技术制造出的
机电一体化传动装置。
　　
　　超微电动机属于微机电系统(MEMS)的研究范畴，它的发展得益于 1983
年加利福尼亚大学巴库勒依学院 Roger Howe 研制成功的所谓牺牲层
(Sacrificiallayer)技术。采用该技术不仅能在硅片上较容易地制造出微型构件，
而且也能使其整体直接装配在基片上构成一个整体。1988 年 7 月，美国加利
福尼亚大学的研究人员制成了厚度只有 I～I．5 m、直径 1o0 m 的超微电动机，

 

整个电机设计在一块集成电路芯片上， 用静电力驱动，制造电机的材料是磷
酸硅。国内目前也在进行研究，最早是东南大学，但真正转起来的是 3 年前清
华大学孙曦庆等报道的静电同步电机，转子直径 120t~m，转速 1200r／
rain，用芯片上的光电器件在线检测。中科院上海冶金所开发的超微静电电机，
转子直径 lO0／~m，转速在 0．001～20r／rain 之内连续可调．且采用径
向力驱动，最小驱动电压为 20V，比早期报道的切向力驱动的静电电机具有
更大的输出转矩，这些都表明我国在超微电动机的研究开发方面已达到一定
的国际水平。
　　
　　表面微加工技术是制造超微电动机的关键技术，它是在制造过程中，将
特定的器件和结构部件作为牺牲层，然后通过光刻牺牲层得到可移动、可旋转
的微小机械结构。在超微电动机制造过程中，通常以多晶硅为结构材料，氮化
硅薄膜作为电气绝缘材料，SiO：作为牺牲材料。图 2 所示为采用多晶硅作为
结构基片、经光刻加工技术而制造出的超微静电电机的结构示意。
　　
　　超微电动机的应用前景十分广阔，特别是在人们尚未充分认识的微环境
下，有待不断开创发展。采用微加工技术制成的微型机器，可进入人体内部探
查病灶、实施手术，超微电动机可用来冷却计算机芯片上的表面温度、校正激
光柬和光导纤维；微型机器人可到行星上去考察、进入潜艇内人无法进入的区