电磁微电机的设计与制造

沈成林

摘 要：随着我国经济的发展，自动化技术得到越来越广泛的运用。而其中必然少不了一個必备元件----微电机。微电机的主要作用是控制相关的系统，并运用电磁感应原理，从而实现对相关信号的检测，分析，转化，实现对相关元件的控制。本文主要从常见的电磁微电机的特点、电磁微电机的技术设计特点、控制电力的设计及制作特点以及定子微细加工四个角度进行简要介绍。

关键词：电磁微电机;设计与制造;制造策略

电子微电机最早运用于上世纪的五六十年代的军工工业。我国的微电机的运用经历了漫长的过程，包括由开始的向外国引进，逐渐进行自主研发，进而到我国掌握其中的核心技术等。这也为我国进行大范围地运用电磁微电机的运用，打下坚实的技术基础。但是，我们应认识到电磁微电机尤其固有的缺陷，比如，制作工艺复杂，耗电量大等等。本文就此展开论述。

一、常见的电磁微电机及特点

（1）微电机的概念

我们通常将转轴小于16厘米，或是功率小于750瓦的电机成为微型电机。微型电机不仅可以应用于传动系统负载中，而且还能应用于控制系统中，从而充分发挥其转换信息效率高，扭矩大的优点。

（2）电磁微电机的类型及特点

本文大体从结构进行分类，将电磁微电机分为非电磁式微电机、组合式电磁微电机以及电磁式电磁微电机。与普通的电机相比，电磁微电机的具有其特有的优点，其主要分为以下两点：第一点，微电磁电机的结构紧凑，信息传播速度快，体积小，节省空间。第二点，微电磁电机具有较强技术要求。

二、电磁微电机的技术设计特点及制作注意事项

我国真正进行研究电磁微电机是在1995年。那个时代的电机是一种微电机原理样机，以单电子与单定子进行组合的方式设计，供电方式为直流电。随着时代的发展的，我国不断对电磁微电机相应的参数进行优化，增强微电磁电机的使用性能。为了提升电磁微电机的输出扭矩，相关设计者应从以下几点进行着力。第一点，材料的选取。相关的设计者可以选取新型的材料，进行电磁微电机的设计，比如，超导体，提升工作效率。在实际的设计工作中，相关设计者可以选用用磁性的材料，比如，用磁性的钐钴材料，并将其以扇形的形式进行设计，从而并按照S、N交替的方式进行拼接，从而实现最大化的电磁值。第二点，完善磁路结构。气隙磁通量是影响电磁微电机的重要因素之一，其受到设计者的计算大意的影响，从而增加电磁微电机的制作空间。在实际的设计过程中，这种错误在所难免。为了减少这种错误，对电磁微电机的性能影响，设计者可以从以下几点着力。第一，对原有的定子结构进行调整。设计者可以增加定子绕组的厚度，使其大于气隙的宽度，从而减少气隙磁通量，提升电磁微电机的性能。第二，考虑转子各层的磁通密度。因为每个转子的磁通密度不同，影响整体电磁微电机的电量、电流等因素，从而进一步提升实际的制作难度。针对这种现状，我国专家设计出单转子与双定子进行组合的结构。这种结构的优势可以增加双定子的绕组倍数，提升电磁微电机的工作性能，从而减少不必要的损耗，从而进一步增强电磁微电机的工作效率。

三、电磁微电机的控制电路设计及制作特点

步进电机是现阶段发展较为成熟的电机类型之一，但是其也具有固定的缺陷，从而不能更为广泛地运用到生产过程中。针对这种情况，机械设计者开始将视角转入到电磁微电机的制作领域，从而在克服步进电机缺陷的同时，促进生产效率的提升。之所以电磁微电机可以取代步进电机是因为电磁微电机对原有的电机控制方式，进行转变，比如，采用恒力距细分控制，从而更好地解决步进电机的在生产中的缺陷。电机的控制形式以单片机为主。单片机具有制作精度高，受外界因素影响小的特性，因而它可以实现电流的稳定性。单片机的控制系统主要由译码器、地址锁存器、晶振电路、以及主要的Intel80c196单片机为重要的组成部分。这种设计的优势在于可以生动形象地展示整个电磁微电机的工作状态，比如，运转频率、翻转等。此外，设计者可以考虑运用键盘作为信息输入的重要媒介，从而提升对电磁微电机的科学控制。

四、电磁微电机的定子微细加工工艺

除了以上几点回影响电磁微电机的输出扭矩外，定子也是影响扭矩输出的重要因素。我们可以通过对定子进行细微加工，从而降低电磁微电机的消耗。具体设计者可以从以下几个主要的进行执行。第一，电镀基底。设计者可以运用80nm铭铜合金进行电镀基底。第二，光刻电镀模型。设计者可以运用计算机进行激光电刻，完成涂光刻胶的目的。第三，电镀铜金属。设计者应运用掩膜技术，进行铜金属的电镀。由于篇幅的限制，其它的加工过程，在此不做赘述。值得注意的是设计者应严格按照上述的制作步骤和规格进行操作，从而让电磁微电机更好地适应实际的生产需要。

总而言之，笔者认为电磁微电机具有很强的应用优势，但是它也有其固有的劣势。相关设计和制作者在进行实际的操作过程中，应结合具体的生产需要，以及电磁微电机的特点，从而进行针对性的设计，让电磁微电机更好地适用于生产，增强工业化生产的自动化程度。

参考文献：

[1]吴一辉.平面电磁型微电机定转子制作工艺[J].微纳电子技术.2017（09）

[2]王淑荣.电磁型平面微电机及其制作工艺[J].光学精密工程.2016（02）