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微型马达 魅力无穷

admin  发表于 2017年11月30日

便携式消费产品(如音乐播放器、照相机和移动电话)的体积正日益变小。和小型化电子产品一样,体积越来越小的马达同样值得信任。就工作原理而言,它们大多和体积较大的马达相同,关键的不同点在于设计和制造的独创性。

MP3播放机,如iPod,就提供了一个很有指导意义的例子。它们的硬盘比一角硬币还薄,但每6.45平方厘米(每平方英寸)却可存储多达约1500首歌曲,即6GB数据。磁盘由主轴马达带着旋转,位于马达中心的转子只有2毫米厚。美国加利福尼亚州斯科茨谷(Scotts Valley)的希捷技术公司(Seagate Technology)电机研发负责人汉斯·莱乌托尔德(Hans Leuthold)说,它和其他部件“也许能安装在我们的小指尖上”。

体积较大的马达,大多采用滚珠轴承和滚柱轴承,但是磁盘驱动器的旋转精度必须达到0.05微米。制作能够达到这种特殊要求的完美滚珠轴承,费用高得惊人。因此,这种电机用流体作轴承——一般是用油。制造商正在用空气轴承进行试验,因为信息密度较高的磁盘驱动器的旋转速度较快,所以要求产生的摩擦应比润滑油还要小。

为了迅速准确地读出高密度信息,还需要一个音圈马达,使磁头在磁盘的磁化音轨上方前后移动。它是体积较大的磁头驱动器的变种。然而音轨的密度如此之高(间距只有0.1微米),以至于这种高密度可能要求采用微型马达。微型马达是采用微机电技术制作的,安装在磁头驱动器的顶端,对磁头位置进行微调。其他诸如此类的微型马达正处于设计阶段,有朝一日可能会用于清除被阻塞的动脉中的斑块或修复损伤的细胞。

用可以弯曲形变以产生运动的压电材料制造的马达也正进入市场。然而, 新加坡数据存储研究所的研究科学家赵比(Bi Chao,音译)说,“主轴马达或许永远”会用于带动迷你磁盘驱动器,甚至储存视频文件的密度更高的磁盘驱动器。厂家正在设计性能更强、体积更小的马达磁铁,以减少耗电量,从而延长电池寿命。他们不断设法降低费用,旨在进一步降低原本就比较低廉的1~3美元的价格。                                 

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生物学:某些细菌利用鞭毛(flagellum,鞭子似的尾巴)来推动自己前进。鞭毛基部周围的分子释放能量,使这种细丝结构往复交替前进。受它的启发,科学家正在研制各种人造分子马达,这种马达在光线下能以预定的速度旋转,或移动到预先设置的位置。这些马达有朝一日可能会被插入到活细胞中,以处理细胞内的一些问题。

 

化学:能在宽广的温度范围内保持稳定的液体,对微型马达至关重要。这些微型马达运行安静,且产生的热量较少,解决了较大型马达的噪音和冷却问题。但是它们必须能在美国明尼苏达州冬季天寒地冻的环境下和亚利桑那州夏季汽车仪表板的“烤箱”中运行。在极度寒冷的情况下,构成轴承的流体薄膜不能太过黏稠,因为这样马达就不能够产生充足的扭矩来克服它的阻力。当受热的时候,它又不能太稀,太稀则会使活动部件相互接触而受损。

 

物理学:移动电话和传呼机在关闭铃声时用振动式马达来发出来电信号。这种小马达看起来就像手表的纽扣电池一样。输入电流与马达的永久磁场相互作用,引起马达外壳振动。

 


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