汽车微电机等
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浅谈电机在汽车中的应用一.概述汽车是由众多零部件构成的,其中十分重要的一个零部件就是电机,电机在汽车中有着广泛的应用,主要有直流电机和交流电机两种:直流电机又可以分为无刷直流电动机和有刷直流电动机;交流电机有可以分为同步电动机和异步电动机等。
汽车零部件用电机主要位于汽车的发动机、底盘和车身三大部位。
据统计,一般的普通汽车通常有15到28部电机。
下面会介绍一些相关的应用。
二.电机在发动机中的应用2.1在启动系统中的应用汽车发动机启动需要起动电机。
汽车发动机从静止到进入运动的状态,曲轴需要外力的帮助才能转动起来并到达需要的最低转速,汽车发动机才能启动。
汽车马达起动机的作用是启动发动机,启动机上的齿轮工作时和发动机曲轴相连的飞轮咬合,驱动飞轮,带动发动机。
传统的汽车起动电机采用的是电磁式直流串励电机,随着钕铁硼稀土永磁材料的应用,便产生了高性能的稀土磁式直流电动机。
它有着结构简单,效率高,起动转矩大,起动平稳等优点。
2.2在电控燃油喷射控制系统中的应用早期的发动机采用化油器和分电器的形式,有污染严重和燃油经济性差的两大缺点。
现代汽车发动机电子控制燃油喷射系统EFI(Electronic Fuel Injection)简称电控燃油喷射系统,它的主要功能是控制汽油喷射、电子点火、怠速、排放、进气增压、发电机负荷、巡航、警告指示、自我诊断与报警、安全保险、备用功能。
在供油系统中,电机和泵设计成为一体,即燃油泵为供油系统提供动力。
在怠速控制器中,旋转式四相永磁步进电机用于调整节气阀的位置。
2.3汽车中发电机的应用发电机是汽车的主要电源,其功用是在发动机正常运转时,向所有用电设备供电,同时给蓄电池充电。
以前的汽车发电机是直流发电机,用换向器整流,从20世纪70年代起已经逐步淘汰,现在的汽车发电机大都是交流发电机,用半导体整流。
它具有体积小,功率大,寿命长,故障少和低速充电性能好的优点。
由于发电机输出电压会随发动机转速增高而升高,故要用电压调节器进行调节,使之符合使用需要。
汽车微电机调研报告一、调研背景汽车微电机作为汽车电气化系统的重要组成部分,负责驱动汽车各个零部件的运动,具有重要的作用。
为了解汽车微电机的市场现状及发展趋势,本次调研报告对相关领域进行了深入研究与分析。
二、市场概述汽车微电机市场增长迅速,主要受益于汽车行业的快速发展和不断更新的电气化需求。
随着电动汽车和智能驾驶技术的兴起,汽车微电机市场前景十分广阔。
三、市场规模按类型划分,汽车微电机可以分为直流微电机和交流微电机两大类。
据统计,2019年汽车微电机市场规模达到XX亿美元,并呈现出稳定增长的态势。
四、市场发展趋势1. 汽车电气化进程加快:随着电动汽车市场的不断扩大,汽车电气化进程将进一步加快,对汽车微电机的需求也将大幅增加。
2. 产品多样化:随着汽车智能化的不断提升,对微电机的性能需求也不断提高,对多功能、高效能的微电机的需求日益增加。
3. 芯片技术的创新:随着微电机芯片技术的创新,汽车微电机的性能将进一步提升,能耗将降低,提高整车的能效性能。
4. 智能化驱动技术的发展:自动驾驶技术的发展将进一步推动汽车微电机市场的增长,对高精度、高可靠性的微电机的需求将进一步提高。
五、竞争格局目前汽车微电机市场存在较高的竞争,主要厂商包括A、B、C等。
其中,A公司占据了大部分市场份额,具有较强的技术实力和产品创新能力。
六、发展挑战1. 高成本:汽车微电机的生产成本较高,会影响产品的竞争力。
2. 技术难题:目前汽车微电机技术仍存在一些难题,如高温环境下的稳定性、噪音控制等方面仍需解决。
七、市场前景汽车微电机市场前景广阔,随着电动汽车市场的快速增长和智能驾驶技术的兴起,汽车微电机市场的需求将进一步增加。
同时,随着技术的进步,汽车微电机的性能将不断提高,未来市场将呈现出更好的发展趋势。
八、结论与建议1. 加大技术研发力度,提高汽车微电机的性能和稳定性。
2. 探索降低生产成本的方式,提高产品的竞争力。
3. 加强市场开拓,拓宽销售渠道,提升市场份额。
微电机在汽车中的应用随着科技的不断发展和汽车工业的进步,微电机在汽车中的应用日益广泛。
微电机作为一种小型、高效、可靠的电动机,具有体积小、功率大、响应速度快等优势,因此在汽车中有着广泛的应用。
微电机在汽车空调系统中起到了关键的作用。
现代汽车空调系统中的风扇、压缩机、排气门等部件都需要电动机来驱动,而微电机正是这些部件的常用驱动器。
微电机可以根据车内温度的变化,自动调整风扇的转速和方向,使车内空气流通,提供舒适的驾驶环境。
此外,微电机还能控制压缩机的运转,调节制冷剂的流量,确保汽车空调系统的稳定性和高效性能。
微电机在汽车座椅调节系统中也有重要的应用。
现代汽车座椅调节系统可以实现座椅的多种调节功能,如前后移动、座椅角度调整、腰部支撑等。
这些调节功能都离不开微电机的驱动。
微电机通过控制座椅调节机构的运动,实现座椅的自动调节。
乘客可以根据自己的需求,通过按下按钮或调节开关,轻松调整座椅的位置和角度,提高乘坐舒适度。
微电机还在汽车安全系统中发挥重要作用。
现代汽车安全系统包括防抱死制动系统(ABS)、车身稳定控制系统(ESC)等,这些系统都需要微电机的支持。
微电机可以通过控制制动系统的液压阀门,实现车轮的防抱死功能,提高制动效果,保证行车安全。
同时,微电机还可以通过控制车轮的转动,实现车身的稳定控制,防止车辆在高速行驶中出现侧滑和翻滚等危险情况。
微电机还在汽车电动助力转向系统中发挥重要作用。
现代汽车通常都配备了电动助力转向系统,用于减小驾驶员转动方向盘的力度,提高驾驶的操控性和舒适性。
微电机可以通过控制转向系统的齿轮和传动装置,实现方向盘的电动助力转向。
驾驶员在行驶过程中,可以轻松转动方向盘,完成转向操作,提高行车安全性和驾驶舒适性。
微电机还在汽车车窗升降系统、天窗开闭系统、雨刮器系统等方面发挥重要作用。
通过微电机的驱动,可以实现车窗的自动升降、天窗的自动开闭以及雨刮器的自动工作。
这些功能的实现,不仅提高了汽车的使用便利性,也提高了驾驶的安全性。
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业内经典的微电机制造工艺微电机是指转子直径小于10mm的电机,因其体积小、功率密度高,广泛应用于电子设备、汽车、家电等领域。
下面将介绍一些业内经典的微电机制造工艺。
1.制备转子:转子是微电机的核心部件,其制备工艺决定了电机的性能。
通常采用精密机械加工的方法,先通过高速旋转的切削工具将转子加工成柱形,然后使用细砂纸或研磨液进行精加工,最终得到所需的直径和形状。
在加工过程中需要注意控制转子的偏心度和表面光滑度,以提高电机的稳定性和效率。
2.导线绕制:微电机中的线圈一般由导电性良好的铜线绕制而成。
绕制线圈时需要控制好绕线的紧密程度和层数,以确保线圈的空间利用率和电流传输效果。
通常采用机械自动绕线机完成绕线过程,通过精密的控制系统和导轨,可以实现高效、精准的绕线。
3.组装:组装是微电机制造的重要环节,包括将转子、线圈、轴承等零部件组合在一起,并固定好。
组装过程中需要保证零部件之间的精确对位,可采用自动装配设备或手工操作,确保组装的稳定性和准确性。
在组装过程中还需要注入适量的润滑油,并进行试运行,检查电机的转动是否平稳、噪音是否过大等。
4.线路布局:线路布局是微电机制造过程中的关键环节,主要包括电路设计和电路布线。
电路设计需要合理选择元器件和连接方式,以实现电机的基本功能。
电路布线则需要考虑线路的长度、连接方式、阻抗匹配等因素,以保证信号传输的稳定性和电机的可靠性。
5.封装:封装是指将微电机的核心部件(转子和线圈)进行包装,以保护其免受外界干扰和损坏。
封装材料通常选用高温耐受、绝缘性能好的材料,如塑料、导电胶水等。
封装过程中需要注意尺寸和形状的精确度,以确保封装后的微电机可以正常工作。
以上就是业内经典的微电机制造工艺介绍,每个环节都对电机的性能和可靠性有着重要影响。
在实际生产中,还需要根据具体应用需求和工艺条件进行进一步优化和改进,以满足不断发展的市场需求。
微电机及其生产设备介绍微电机的生产设备主要包括车床、铣床、磨床、数控机床、注塑机、绕线机、浸渍机等。
在微电机的生产过程中,首先需要通过车床等设备对原材料进行加工,然后再通过注塑机等设备进行塑料成型,接下来通过绕线机进行线圈绕制,最后通过浸渍机进行电机绝缘处理。
在微电机的生产中,数控机床的应用非常广泛。
数控机床可以提高加工精度和生产效率,同时还可以实现自动化生产,节约人力和物力资源。
此外,磨床和铣床等设备也是微电机生产中不可或缺的工具,它们可以对加工表面进行精确加工和零件之间的配合孔孔隙的加工。
总的来说,微电机是一种高效且重要的小型电动机,它的生产设备主要包括车床、铣床、磨床、数控机床、注塑机、绕线机、浸渍机等。
这些设备的应用可以有效提高微电机的生产质量和效率,满足市场对于微电机的需求。
微电机是一种在现代工业中普遍应用的小型电动机,其广泛的用途包括家用电器、医疗设备、汽车零部件、工业自动化设备等。
微电机通常由电机本体、电子控制部分和外壳等组成,具有体积小、重量轻、效率高、功率密度大、使用寿命长等特点。
在不同的应用场景下,微电机的产品规格和技术要求各有不同,因此其生产过程中需要应用多种生产设备来满足各种工艺要求。
电机本体是微电机的核心部分,其生产设备主要包括车床、铣床、磨床、数控机床等。
这些设备可以对原材料进行精细加工,形成微电机的各个部件,并确保其尺寸精度达到设计要求。
车床主要用于对原材料进行外圆加工、镗孔和切割螺纹等工艺;铣床用于加工工件的平面和型腔,适用于微电机的外壳等部件的加工;磨床则主要用于对加工表面进行精密加工和零件之间的配合孔孔隙的加工。
而数控机床的应用可以进一步提高微电机的生产精度和效率。
在微电机的生产过程中,注塑机也是必不可少的设备之一。
注塑机通过将塑料加热并注入模具中,将原材料变成塑料制品,使得微电机外壳等部件可以快速成型。
该过程可以实现高效率、低材料损耗,同时还可以根据需要制作不同形状和规格的注塑件。
磁性材料在汽车电子器件中的应用与市场分析【转帖:浪沙淘金2010-05-29 01:06 只看楼主(-1) 淘股论坛浏览/回复1210/3 复制分享】收藏3 推荐2 加油券0/11 汽车电子的发展对磁性材料的要求[淘股吧]通常地,对汽车用磁性材料的要求是各类电机对永磁材料的要求。
永磁材料在电机中的应用非常广泛,特别是在汽车永磁电机中的应用占总产量的比重较大(如发达国家50%左右铁氧体永磁材料用于电机磁瓦,其中70%用于汽车电机),这主要是因为永磁电机比励磁电机结构紧凑、体小量轻、效率高、工作可靠等。
永磁体性能对永磁电机的性能、体积有很大的影响。
用作永磁电机的磁体,一般要求有高的磁性能,从而产生较大的气隙磁场;磁性能稳定性好,温度系数小;有较高的工作温度,以防止高温下退磁;有较好的机械性能和较低廉的价格。
根据永磁电机的种类和结构不同,选择永磁体时考虑的出发点也不同,汽车用永磁电机,一般从价格上考虑较多,故多选用铁氧体磁体,高性能的稀土NdFeB磁体,由于其磁性能高,磁体的体积就相应地做得较小,随着稀土永磁价格不断下降,越来越多的汽车电机采用NdFeB稀土永磁材料。
永磁体装在电机上时,要与电机转子或定子产生一定距离大小的气隙(一般为0.5~1mm)。
因此必然在气隙两侧永磁体的表面上产生磁极,这种磁极在磁体内部产生一退磁场,其方向与原来磁化时的外磁场方向相反,而且气隙越大,退磁场越强。
这就是说永磁体是处于退磁场作用下进行工作,而且就工作在退磁曲线的某一点上,所以希望永磁体在退磁场作用下仍能保持高的磁感应强度,即要求HCB要大,HCB越大表示抵抗退磁场作用能力越大。
衡量永磁材料在电机中应用的关键因素是:剩磁(Br)、矫顽力(Hc)、磁能积(BH)m、退磁曲线形状、磁体的温度稳定性,尺寸、体积与重量、制造成本等。
汽车永磁电机对永磁材料的一般要求:1、高的HCB,才能保证电机输出所需的磁动势,使电机工作点靠近最大磁能积,充分利用磁钢的能力;2、高的Br,才能确保电机有较高的转速、大的输出扭矩和大功率;3、高的HCJ,可保证电机较强的过载、退磁及抗老化、抗低温能力;4、高(BH)m,(BH)m越高,表示永磁体在电机中实际运行的工作系数越好;5、磁通量Ф越大越好,这将极大地提高电机的工作效率;随着汽车电机向轻量、小型、高效率化发展,要求磁体厚度越来越薄,为保证磁性能的稳定性和电机输出功率、电压的稳定性,对HCB和HCJ要求更高。
表1 汽车各部位的最高温度汽车部位最高温度①盖板下——发动机150℃②——仪表板140℃③底盘85℃④外部121℃⑤内部——仪表板(顶部)113℃——仪表板(其它部位)85℃⑥——底面85℃⑦——尾部面板107℃⑧装货室85℃根据电机在汽车上不同的位置、结构和作用,对永磁材料的要求也各不相同。
比如汽车各部分温度不同,对所用材料的耐热要求也不同,耐热标准一般是指不可逆退磁小于3%。
这样就要求材料有高的内禀矫顽力。
这是由于磁性元器件关系到汽车正常运转和各功能的实施。
因此耐热性是防止交通事故,确保人员和财产安全的重要指标之一。
表1列出了汽车各部位的最高温度。
由于永磁铁氧体原材料丰富、价格低廉、居里温度高、温度系数小及耐腐蚀性好,适于工作环境较恶劣的汽车电机应用。
故目前或将来较长一段时间内,电机中永磁铁氧体仍占较大比例。
尤其是永磁铁氧体材料性能近年来不断提高,能更好地满足汽车电机发展的需要。
今后的趋势是:中低档铁氧体将被高档永磁铁氧体取代,需要小型化、高性能化永磁电机将不断增多,其所用磁性材料随着钕铁硼材料价格的下降而被越来越多地使用,对NdFeB的要求是其抗蚀性和耐热性要好。
现对几种主要电机对铁氧体的要求作一简单分析。
·启动电机由于启动电机安装在发动机上,必须面对严峻的工作环境,如高温、低温、尘埃或盐水,只有铁氧体材料能完全适用,因此现在启动电机95%左右批量采用瓦形永磁铁氧体。
根据启动电机电磁转矩公式(M=cmφIa)要使电磁转矩大,就要磁体有高的(BH)max和Br值。
另外,由于磁体受温度变化影响,因此要求其磁通不可逆损失≤5%(有的厂家要求≤3%),因此又要求磁体有高的HCJ值。
现在启动电机用铁氧体磁性能Br值一般在380mT以上,HCJ至少为358kA/m。
随着整车厂对启动电机特性要求的提高以及对启动电机体积和质量的减小,已有一些电机制造商采用Br为430mT和HCJ为395kA/m 的永磁铁氧体磁瓦。
·雨刮器电机雨刮器电机对磁性能HCJ取值要求虽无启动电机高,但也要求做低温冲击退磁试验,多数用户要求磁通变化小于5%,也有些用户要求小于3%,将来雨刮器电机的体积与质量比现在要缩小20%左右,因此Br值达450mT的磁体即将用在雨刮器电机上。
·燃油泵电机由于燃油泵是连续较平稳地运行的,又整体浸在汽(柴)油中,工作温度稳定,故对HCJ要求比上述两种低些。
但燃油泵体积很小,要求高的磁通量,故对Br 和(BH)max值要求高些。
现在大批量用一般Br要求达到420mT,(BH)max要求达到33kJ/m3。
又由于燃油泵电机整体安装在油箱中,故对磁瓦外观与清洁度有严格要求,不允许有红粉、掉角、碎片出现。
已有公司采用Br达460mT的磁瓦,用于燃油泵电机,进一步减小体积。
随着汽车电子技术进步,汽车中的电子控制系统、音响系统、影像系统等所用的软磁材料也越来越多。
这些设备对软磁材料及元器件总的要求是高磁导率、高饱和磁通密度、高频下低损耗、高输出功率、高温工作稳定性等,在汽车导航、雷达识别及全球定位系统中应该重点关注软磁器件的抗电磁干扰特性,选择使用高性能和高可靠性的EMI (EMC)材料。
由于汽车部件通常有两万之多,而其中磁性部件也有多达数千个,本文不对它们的要求作具体分析。
另外,随着汽车电子的快速发展,将来汽车中新的电子器件配置,对磁性材料及器件的新应用又有新的要求。
2 永磁材料在汽车电子器件中的应用当今每辆汽车中已有40~70处用到永磁材料,大多数用于电机、执行器和传感器。
以汽车电机为例,目前每辆汽车平均使用的永磁电机就超过30只。
采用永磁材料的永磁电机可帮汽车实现电子功率控制、刹车控制、驾驶操作等功能。
未来的控制功能一般都需要使用永磁材料及永磁电机,汽车上的主驱动将更多地利用计算机控制,这些特点要求增加很多小的电动机,以利用各种不同的控制功能,如燃料或节流控制等。
高性能永磁没有激磁损耗,不发热。
在电机设计中增加了更多的灵活性,改变常规设计,包括圆盘式电机和外转子型电机的设计,由于其惯性小、电抗低,可达到更好的动态特性和高速度能力,完全满足现代汽车对发动机高功率与电子系统高可靠的要求。
永磁材料的不断发展又给汽车电机工业带来了福音。
随着汽车永磁电机向小型化、轻量化、高效率化的不断发展,以NdFeB,特别是粘结NdFeB永磁材料为代表的高性能稀土永磁材料由于价格不断下降逐渐取代部份传统的铁氧体永磁电机,如用于启动电机、发电机、自动刹车,以及油泵电机、空调电机等,今后将广泛用于操纵系统。
通用汽车公司自80年代末即开始采用NdFeB粘结磁体于一些车型的启动电机,在等同的输出力矩下,用NdFeB的启动电机重量减轻一半,体积缩小1/3,效率提高。
目前汽车中永磁材料,主要用于电机、执行器和传感器。
以电机为例,中低档轿车要用到30多台,豪华轿车使用70多台,有的甚至多达100多台。
现在汽车上用的永磁材料一般有永磁铁氧体、NdFeB永磁、SmCo永磁和AlNiCo永磁。
下面分析介绍其主要应用。
2.1 永磁铁氧体的典型应用启动电机、刮水器电机、发动机冷却风扇电机、调压式刮水器臂用电机、座椅自动调节用电机、空调器电机、转向联动用雾灯电机、前照灯矫正装置用电机、电动速度表用电机、电动转向无刷电机、电动水泵、电动油泵、电子空调器、扬声器、传感器(位置、速度、压力等)等汽车部件,均需用到永磁铁氧体。
具体应用情况见表2(详见《磁性材料与应用产业资讯》2005年11期)。
2.2 NdFeB永磁体的主要应用2.2.1 混合电动汽车用NdFeB永磁无刷直流电机近年来,由于世界范围内资源、环境问题日益突出,石油价格猛涨,各国都在加紧实施电动汽车的研发计划,混合动力车(HEV)和燃料电池车(FCEV)成为新的热点。
混合动力电动汽车同时拥有电机驱动和发动机驱动系统,这种油和电混合使用的新型交通工具将受到人们青睐。
稀土永磁无刷直流电机是其核心部件,这是实现各种工作模式的关键,直接影响电动汽车的性能。
该无刷电机基本构成与普通无刷电机一样,主要由永磁电机本体、功率电子换向器和转子位置传感器等组成,主要特点是轴向厚度尺寸小、重量轻、输出功率大、效率高,集电动、发电及制动功能于一体,并能频繁地进行电动和发电可逆工作。
2.2.2 发电装置随着农村经济的发展,我国农用运输车的产量不断增加,年产300万辆以上。
目前小型农用车所采用的发电机主要是永磁交流发电机,存在低速时照明效果差的问题,从而容易造成这种车夜间行驶或路况差转向时易发生交通事故,并且不能直接给车辆驾驶棚的刮雨器、暖风机等提供直流电源。
因此稀土永磁发电装置应运而生,其电压输出稳定,成本低,性能可靠。
该装置包括电子稳压器、发电机壳盖、定子(由铁心、线圈构成)以及转子(由轴、铁心和NdFeB永磁体构成)。
这种将发电机与电子稳压器设计为一体并采用高性能稀土永磁体作磁极的发电装置能实现直流恒压输出,体积小,重量轻,成本低,使用安全可靠,解决了汽车夜间照明、转向指示、电喇叭、刮雨器、暖风机等设施所需的直流电源。
随着NdFeB抗蚀技术发展,性价比下降,NdFeB在汽车中的应用也越来越多(参见表2)。
2.3 AlNiCo和SmCo。
由于它们均含战略物资Co,因而在汽车中应用有所限制。
但由于AlNiCo的磁性优于铁氧体,而抗蚀性又优于NdFeB,故仍有些部件要用它。
表2列出了上述几种材料在汽车各部件电机中的应用情况。
随着汽车永磁电机向小型化、轻量化和高效率化的不断发展,以NdFeB(尤其是粘结NdFeB)永磁材料为代表的高性能稀土永磁材料由于价格不断下降逐渐取代部分传统铁氧体永磁电机,如用于启动电机、发电机、自动刹车,以及油泵电机、空调电机等,今后将广泛用于操纵系统。
另外,对汽车高速、安全、舒适的要求,使得其电子化程度越来越高。
汽车上需用的磁性材料也越来越多。
例如在车载毫米波系统、电子控制系统、通信系统、车载音响、电视、多媒体、路边摄像机等设备,即需用到永磁体磁场、永磁传感器、执行器、磁钉、永磁轴承、永磁支撑与夹具、新型功能微电机等等。
3 软磁材料在汽车电子器件中的应用随着汽车技术和电子技术的发展,高频、微型、超薄型、抗EMI/RFI、低功耗、组件化、智能化等性能优良的车用磁性元器件应运而生,以满足节能、环保和电子信息设备数字化、多功能、智能化、轻便、灵巧等多种需要。