微型步进电机

一、微电机

微电机是微机电系统中的关键执行部件。随着电子技术和精密加工技术研究的深入,微电机正朝着微型化、多功能化和模块化方向发展。同时，微电机材料也不局限于微电子技术中常用的硅，也包括陶瓷、金属、复合材料等。如何将这些微小的、材料和性能各异的零件可靠地装配成完整的微电机产品，是微电机制造中重要的工艺过程。除了必要的装配机器人和操作手外，连接技术是整个装配过程中的核心部分。

胶接是使用胶粘剂把零件连接起来，并且零件表面不熔化的工艺 。相对于微焊接、固相键合等微连接方法。

微胶接具有以下几个优点：

a、应用范围广,能够胶接同种或不同种材料的零件；

b、低的固化温度，可以避免高温环境对微零件造成的尺寸变化、应力不均甚至性能破坏等影响；

c、高的固化强度和均匀的应力分布；

d、易于实现密封、传导或绝缘等附加功能。

二、微型步进电机

电机主要由基体、动子和直线导轨组成。基体同时也充当定子的作用,在其表面有磁极、定子齿、线圈和控制电路；动子位于定子的上方，在其下表面有动子齿；导轨的作用相当于直线轴承，使动子保持在适当的位置。在导轨和动子上方有密封用的壳体,动子通过气隙与周围元件相隔。基体设计尺寸为10mm×4mm×1mm，导轨尺寸为8mm×1mm×1mm。基体和导轨采用单晶硅材料，通过胶接装配在一起。

对胶接装配质量的要求如下：

a、两根导轨在动子运动方向上保持平行；

b、由于胶粘剂的存在，导轨高度增加不超过10μm；

c、导轨与基体表面保持平行；

d、功能区表面不被胶粘剂污染。为此,在基体表面划分出胶接区用以点胶，胶接区尺寸为900μm ×900μm。

步进、有刷、无刷小型电机的区别？记住这张表就够了

在设计使用电机的设备时，当然需要选择最适合所需工作的电机。

本文将对有刷电机、步进电机及无刷电机的特点、性能和特性进行比较，希望能够成为大家在选择电机时的参考。

但是，由于同一类别的电机中又包括多种规格，因此请仅用作参考。最终还是需要通过各电机的技术规格书来确认详细信息。

01

小型电机的特点

下表中汇总了步进电机、有刷电机和无刷电机的特点。

步进电机

有刷电机

无刷电机

旋转方法

通过驱动电路按决定电枢绕组各相（有两相、三相、五相）的顺序励磁。

通过电刷和换向器的滑动接触式整流机构，切换电枢电流。

通过用磁极位置传感器和半导体开关代替电刷和换向器的功能来实现无刷。

驱动电路

需要

不需要

需要

转矩

转矩比较大。（特别是低速时的转矩）

启动转矩大，转矩与电枢电流成正比。（中～高速时的转矩比较大）

旋转速度

与输入脉冲频率成正比。在低速范围有失步区

与电枢施加电压成正比。速度随着负载转矩的增加而下降

高速旋转

高速旋转有难度（需要放慢速度）

由于电刷和换向器整流机构的限制，最高可到几千rpm

最高可到几千～几万rpm

旋转寿命

由轴承寿命决定。几万小时

受电刷和换向器磨损的限制。几百～几千小时

由轴承寿命决定。几万～几十万小时

正转和反转方法

需要改变驱动电路励磁相的顺序

使引脚电压的极性相反即可反转

需要改变驱动电路励磁相的顺序

控制性

可进行旋转速度和位置（旋转量）由指令脉冲决定的开环控制（但存在失步问题）

恒速旋转需要速度控制（使用速度传感器的反馈控制）。由于转矩与电流成正比，因此转矩控制很容易

获取的难易程度

容易：品种比较多

容易：制造商和品种多，选项多

困难：主要是针对特定应用的专用电机

价格

如果包括驱动电路，则价格较贵。比无刷电机便宜

相对便宜，无芯电机因其磁铁升级而有点贵。

如果包括驱动电路，则价格较贵。

02

小型电机的性能比较

雷达图中列出了各种小型电机的性能比较。

03

小型电机的转速-转矩特性

下面总结了各小型电机的转速-转矩特性。可以认为无刷电机和有刷电机基本相同。

要点总结

1）在选择有刷电机、步进电机及无刷电机等电机时，可以将小型电机的特点、性能、特性比较结果用作电机选型时的参考。

2）在选择有刷电机、步进电机及无刷电机等电机时，同一类别的电机中又包括多种规格，因此小型电机的特点、性能、特性比较结果仅用作参考。

3）在选择有刷电机、步进电机及无刷电机等电机时，最终还是需要通过各电机的技术规格书来确认详细信息。

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