【正文】 一向由國際景氣帶動(dòng)上升，新興工業(yè)國家增加，設(shè)備更新、新機(jī)器的增產(chǎn)，使得工業(yè)電機(jī)的未來仍然充滿希望。如衛(wèi)星接收器轉(zhuǎn)向電機(jī)、割草機(jī)、殘障車用電機(jī)、CNC用伺服電機(jī)的數(shù)量都逐年上升，而電腦及高級電器用的無刷電機(jī)數(shù)量增幅最大，數(shù)量達(dá)到以千萬臺計(jì)。工業(yè)用產(chǎn)品轉(zhuǎn)化成家庭用手提工具，使高級電動(dòng)工具及家庭電器產(chǎn)品風(fēng)行，對串勵(lì)電機(jī)性能要求愈嚴(yán)苛，發(fā)展也愈可觀。摩托車的起動(dòng)電機(jī)取代了腳踩方式，手提充電式電動(dòng)工具的多樣化，未來環(huán)保所需的電動(dòng)汽車，都讓人對高性能直流微電機(jī)寄予厚望。汽車銷售量節(jié)節(jié)上升，所應(yīng)用電裝品日益增多。此類產(chǎn)品所用高精密小型電機(jī)需求品種愈來愈多，數(shù)量增幅甚為驚人，其配合電子控制，附加價(jià)值高，未來發(fā)展?jié)摿艽?。微電機(jī)及控制技術(shù)是現(xiàn)代家電的核心技術(shù)，家電用電機(jī)種類眾多，數(shù)量也大，雖屬較成熟市場，但新機(jī)種強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品的多功能、省能源、低噪聲、振動(dòng)小，正符合家電產(chǎn)品今后設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、檢測高質(zhì)量化的效果，未來市場將會大幅成長。因此未來中高檔次的微電機(jī)，其功能需配合新產(chǎn)品的開發(fā)與下游企業(yè)實(shí)際需求來衡量，整個(gè)市場潛力極大。微電機(jī)已成為產(chǎn)業(yè)用機(jī)器設(shè)備、電器產(chǎn)品、汽車、摩托車和辦公OA機(jī)器及通信等產(chǎn)品的重要元件，其需求量、成長率相當(dāng)可觀，近兩年來用量更加大幅提升。所謂極端制造是指在極端條件或環(huán)境下，制造極端尺度或極高功能的器件和系統(tǒng)。（9）極端制造技術(shù)的使用。電機(jī)驅(qū)動(dòng)與控制采用中大規(guī)模集成電路后，控制電路簡化，有利于電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器輕薄短小化，并使驅(qū)動(dòng)精度和可靠性提高，同時(shí)降低成本。電動(dòng)機(jī)控制策略的模擬實(shí)現(xiàn)正逐漸退出歷史舞臺，而采用微處理器、通用計(jì)算機(jī)、DSP控制器等現(xiàn)代手段構(gòu)成的數(shù)字控制系統(tǒng)得到了快速發(fā)展，電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)正朝著高精度、高性能、網(wǎng)絡(luò)化、信息化、系統(tǒng)芯片化方向不斷進(jìn)步。（7）數(shù)字化。隨著人們生活水平的提高，對環(huán)境條件要求靜化和優(yōu)化，為確保信息收集、傳輸和存貯正常進(jìn)行，需防止無線電磁干擾。我國稀土資源豐富，所研制生產(chǎn)的釹鐵硼永磁體的最大磁能積（磁能積是衡量磁體所儲存能量大小的重要參數(shù)之一）已處于國際先進(jìn)水平，為我國永磁電機(jī)的發(fā)展提供了良好的條件。（5）永磁化。為了使電機(jī)微型化，通常采取改進(jìn)設(shè)計(jì)、簡化結(jié)構(gòu)，采用新材料、新工藝等措施?，F(xiàn)代電子產(chǎn)品（如手機(jī)）用電機(jī)往往是耗電總量最大的元器件之一，又如在宇航系統(tǒng)中，通常以燃料電池或太陽能電池供電，所有電器元件的耗電量受到嚴(yán)格控制。由于電子技術(shù)的快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，一方面要求微電機(jī)向小型化、扁平化、輕量化方向發(fā)展，以適應(yīng)電子產(chǎn)品日益微型化的需要；另一方面也為微電機(jī)的微型化創(chuàng)造了條件。但是，由于無刷電機(jī)所涉及的技術(shù)要求較高，要求掌握相關(guān)電機(jī)技術(shù)、硬件技術(shù)、軟件控制技術(shù)、傳感技術(shù)、稀土材料技術(shù)、大功率電子技術(shù)，目前國內(nèi)市場大功率無刷電機(jī)產(chǎn)品還是比較少見。經(jīng)過多年的研發(fā)，取得了顯著的成果，如無刷直流電機(jī)、無刷自整角機(jī)、無刷旋轉(zhuǎn)變壓器等，許多電機(jī)新品種已經(jīng)進(jìn)入商品化生產(chǎn)。（3）無刷化。隨著電力電子技術(shù)的成熟發(fā)展和客戶對自動(dòng)化需求的增加，電動(dòng)機(jī)、調(diào)速裝置和電器被視為一個(gè)整體。隨著電子技術(shù)，控制技術(shù)以及電機(jī)本體的發(fā)展和變化，傳統(tǒng)電機(jī)分類間的界限越來越模糊，這是機(jī)電一體化的必然趨勢。如家電領(lǐng)域中，隨著健康型、節(jié)能型、智能型變頻空調(diào)家電產(chǎn)品的推廣，相應(yīng)配套的電機(jī)要求具備更高效能，以達(dá)到節(jié)能目的，并要求智能化，實(shí)現(xiàn)家電設(shè)備的模糊控制，以達(dá)到高度自動(dòng)化。節(jié)約能源是各行各業(yè)的要求，智能化是現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展和滿足人類生活水平的要求。各學(xué)科和技術(shù)領(lǐng)域中的最新成果都能很快在微電機(jī)領(lǐng)域中得到應(yīng)用，尤其是新材料的發(fā)展和應(yīng)用，新一代驅(qū)動(dòng)技術(shù)的研制和應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)化控制技術(shù)的發(fā)展，都給微電機(jī)帶來新的發(fā)展理念，并深入到產(chǎn)品應(yīng)用中。驅(qū)動(dòng)器的引入使現(xiàn)代微電機(jī)的設(shè)計(jì)、材料、生產(chǎn)工藝和制造面臨著新要求和新挑戰(zhàn)。隨著電子技術(shù)的日新月異，微電機(jī)行業(yè)和驅(qū)動(dòng)器制造業(yè)面臨著一個(gè)相互收購和合并調(diào)整過程。與此同時(shí)，微電機(jī)行業(yè)面臨著以下變化：現(xiàn)代工業(yè)用電機(jī)甚至家電電機(jī)已不再由單純的交直流電直接供電，而是由電力電子驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)。但是可以預(yù)計(jì)，超微電機(jī)及其制造技術(shù)將對本世紀(jì)帶來很大影響，將成為微電機(jī)系統(tǒng)中不可缺少的驅(qū)動(dòng)元件。上海交通大學(xué)1995年研制成直徑為2mm。日本東芝公司研制的產(chǎn)品重量為40mg，轉(zhuǎn)速60～100r/min。美國1998年用靜電原理工作的超微電機(jī)研制成功，轉(zhuǎn)子外徑100μm，厚度2μm，但是驅(qū)動(dòng)力矩小，而驅(qū)動(dòng)電壓高達(dá)100V，限制了它的應(yīng)用。它是傳統(tǒng)的機(jī)械制造技術(shù)的一次革命性的飛躍。美國USM也在軍事和航空航天領(lǐng)域取得良好的應(yīng)用?，F(xiàn)在日本幾乎所有的知名大學(xué)和大公司都在進(jìn)行USM的研究。自從1987年日本佳能公司將其開發(fā)的USM正式應(yīng)用于EOS相機(jī)自動(dòng)調(diào)焦系統(tǒng)以來，使USM的研究開發(fā)達(dá)到高潮，德、法、英、美、中、韓等國紛紛投入到USM的研究行列中。USM具有功率密度大、無電磁干擾、低速大轉(zhuǎn)矩、響應(yīng)塊、無噪音和無輸入自鎖等卓越特性，在非連續(xù)運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域和精密控制領(lǐng)域要比傳統(tǒng)的電磁電動(dòng)機(jī)性能優(yōu)越得多。六、新原理微電機(jī)超聲波電動(dòng)機(jī)超聲波電動(dòng)機(jī)（簡稱USM）是國外日益受到重視的一種新型直接驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。/176。/176。我國的情況有所不同，直到20世紀(jì)80年代，一直是磁阻式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)占統(tǒng)治地位，混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是80年代后期才開始發(fā)展，至今仍然是二種結(jié)構(gòu)類型同時(shí)并存。目前廣泛應(yīng)用的二相和四相電動(dòng)機(jī)，其振動(dòng)和噪聲較大，而五相和三相電動(dòng)機(jī)具有優(yōu)勢性。即把轉(zhuǎn)子位置傳感器，減速齒輪等和電動(dòng)機(jī)本體綜合設(shè)計(jì)在一起，這樣使其能方便地組成一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)，因而具有更加優(yōu)越的控制性能。同樣機(jī)座號的電動(dòng)機(jī)，方形的力矩比圓形的將提高30%～40%。發(fā)展趨勢之二，是改圓形電動(dòng)機(jī)為方形電動(dòng)機(jī)。隨著電動(dòng)機(jī)本身應(yīng)用領(lǐng)域的拓寬以及各類整機(jī)的不斷小型化，要求與之配套的電動(dòng)機(jī)也必須越來越小，在542機(jī)座號的電動(dòng)機(jī)應(yīng)用了多年后，現(xiàn)在其機(jī)座號向3325方向向下延伸。另外的結(jié)論是HB型電動(dòng)機(jī)更適合于低速大轉(zhuǎn)矩用途；RM型適用于平穩(wěn)運(yùn)行以及轉(zhuǎn)速大于1000r/min的用途；而PM型成本低，在低轉(zhuǎn)速時(shí)的振動(dòng)和高轉(zhuǎn)速時(shí)的大轉(zhuǎn)矩方面，三相PM型電動(dòng)機(jī)比兩相電動(dòng)機(jī)的性能要好。將三相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)同二相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行比較后顯示：（1）在獲得小步距角方面，三相電動(dòng)機(jī)比二相電動(dòng)機(jī)要好；（2）三相電動(dòng)機(jī)的兩相勵(lì)磁最大保持力矩為3T1（T1為單相勵(lì)磁轉(zhuǎn)矩），而二相電動(dòng)機(jī)為2T1，所以三相電動(dòng)機(jī)的合成力矩大；（3）三相電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)比二相電動(dòng)機(jī)要??；（4）三相電動(dòng)機(jī)連續(xù)2步用于半步的轉(zhuǎn)矩差比二相電動(dòng)機(jī)的要小；（5）三相電動(dòng)機(jī)繞組可以星形連接，三個(gè)終端驅(qū)動(dòng)，勵(lì)磁電路晶體管6個(gè)；而二相電動(dòng)機(jī)是8個(gè)；（6）連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于三相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)原因，磁通和電流的三次諧波被消除了，所以三相電動(dòng)機(jī)的振動(dòng)力矩比二相電動(dòng)機(jī)的要小。與此同時(shí)，日本伺服公司也推出了他們的三相混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。德國也是世界上步進(jìn)電動(dòng)機(jī)生產(chǎn)大國。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)最大的生產(chǎn)國是日本，如日本伺服公司、東方公司、SANYODENKI和MINEBEA及NPM公司等，特別是日本東方公司，無論是電動(dòng)機(jī)性能和外觀質(zhì)量，還是生產(chǎn)手段，都堪稱是世界上最好的。（全步/半步）；還有五相10極50齒和一些轉(zhuǎn)子100齒的二相和五相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，五相電動(dòng)機(jī)主要用于運(yùn)行性能較高的場合。最典型的產(chǎn)品是二相8極50齒的電動(dòng)機(jī)，176?，F(xiàn)在，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的發(fā)展已歸結(jié)為單段式結(jié)構(gòu)的磁阻式、混合式和爪極結(jié)構(gòu)的永磁式三類。另一方面，微型計(jì)算機(jī)和數(shù)字控制技術(shù)的發(fā)展，又將作為數(shù)控系統(tǒng)執(zhí)行部件的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)推廣應(yīng)用到其他領(lǐng)域，如電加工機(jī)床、小功率機(jī)械加工機(jī)床、測量儀器、光學(xué)和醫(yī)療儀器以及包裝機(jī)械等。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的發(fā)展與計(jì)算機(jī)工業(yè)密切相關(guān)?？墒窃谌祟惿鐣M(jìn)入自動(dòng)化時(shí)代的今天，傳統(tǒng)電動(dòng)機(jī)的功能已不能滿足工廠自動(dòng)化和辦公自動(dòng)化等各種運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的要求。五、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)已成為除直流電動(dòng)機(jī)和交流電動(dòng)機(jī)以外的第三類電動(dòng)機(jī)。功率變化率表示電動(dòng)機(jī)連續(xù)（額定）力矩和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量之比。韓國三星公司近年開發(fā)的全數(shù)字永磁交流伺服電動(dòng)機(jī)及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其中FAGA交流伺