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世界のマイクロモーターの種類と開発動向

今日、実用的な用途において、マイクロモーターは、かつての単純な始動制御と電源供給から、特に産業オートメーション、オフィスオートメーション、ホームオートメーションにおいて、速度、位置、トルクなどの精密制御へと進化を遂げています。これらの用途のほぼすべてにおいて、モーター技術、マイクロエレクトロニクス技術、パワーエレクトロニクス技術を組み合わせた電気機械統合製品が使用されています。電子化は、マイクロモーターや特殊モーターの開発において必然的な流れと言えるでしょう。

現代のマイクロモーター技術は、モーター、コンピューター、制御理論、新素材など、多くのハイテク技術を統合しており、軍事・産業分野から日常生活へと応用範囲を広げています。したがって、マイクロモーター技術の開発は、基幹産業やハイテク産業の発展ニーズに適応していく必要があります。

より幅広い利用シナリオ:
1. 家電製品用マイクロモーター
ユーザーの要求に継続的に応え、情報化時代のニーズに適応し、省エネルギー、快適性、ネットワーク化、インテリジェンス、さらにはネットワーク機器(情報機器)を実現するために、家電製品の買い替えサイクルは非常に速く、それを支えるモーターには高い要求が課せられています。要求されるのは、効率性、低騒音、低振動、低価格、速度調整機能、そしてインテリジェンスです。家庭用電化製品に使用されるマイクロモーターは、エアコン、洗濯機、冷蔵庫、電子レンジ、扇風機、掃除機、脱水機など、マイクロモーター全体の8%を占めています。世界の年間需要は4億5000万~5億台です。このタイプのモーターは出力はそれほど高くありませんが、種類が豊富です。家庭用電化製品向けマイクロモーターの開発動向には、以下のようなものがあります。
①永久磁石ブラシレスモーターは、単相非同期モーターを徐々に置き換えていくでしょう。
② 最適化された設計を実施し、製品の品質と効率を向上させる。
③生産効率を向上させるために、新しい組織構造と新しいプロセスを採用する。

2. 自動車用マイクロモーター

自動車用マイクロモーターは全体の13%を占め、スタータージェネレーター、ワイパーモーター、エアコンや冷却ファン用モーター、電動スピードメーターモーター、パワーウィンドウモーター、ドアロックモーターなどが含まれる。2000年の世界の自動車生産台数は約5400万台で、自動車1台あたり平均15個のモーターが必要だったため、世界全体では8億1000万個のモーターが必要だった。
自動車用マイクロモーター技術開発の重要なポイントは以下のとおりです。
①高効率、高出力、省エネルギー
高速化、高性能磁性材料の選定、高効率冷却方式、コントローラ効率の向上といった対策により、その動作効率を向上させることができる。
②インテリジェント
自動車のモーターと制御装置のインテリジェント化により、自動車は最高の性能を発揮し、エネルギー消費を最小限に抑えることができる。

マイクロDCモーター(2)

3. 産業用電気駆動および制御用マイクロモーター
このタイプのマイクロモーターは、CNC工作機械、マニピュレーター、ロボットなどを含め、全体の2%を占めています。主な種類は、ACサーボモーター、パワーステッピングモーター、広速DCモーター、ACブラシレスモーターなどです。このタイプのモーターは種類が多く、高度な技術が求められます。需要が急速に高まっているモーターです。

マイクロモーターの開発動向
21世紀に入り、世界経済の持続可能な発展は、エネルギーと環境保護という2つの重要な課題に直面しています。一方では、人類社会の進歩に伴い、人々の生活の質に対する要求はますます高まり、環境保護への意識も強まっています。特殊モーターは、工業・鉱業企業だけでなく、商業・サービス業でも広く使用されています。特に、多くの製品が家庭生活に浸透しているため、モーターの安全性は人命と財産の安全を直接脅かします。振動、騒音、電磁干渉は、環境を汚染する公衆衛生上の危険となります。モーターの効率はエネルギー消費量と有害ガスの排出量に直接関係するため、これらの技術指標に対する国際的な要求はますます厳しくなっており、国内外のモーター業界の注目を集めています。モーター構造から、技術、材料、電子部品、制御回路、電磁設計など、多くの側面で省エネルギー研究が行われています。優れた技術性能を基盤として、新世代のマイクロモーター製品は、省エネルギーと環境保護を目的とした関連政策も実施します。国際規格は、新しいモータプレス加工、巻線設計、換気構造の改善、低損失高透磁率材料、希土類永久磁石材料、騒音低減・振動低減技術、パワーエレクトロニクス技術、制御技術、電磁干渉低減技術などの関連技術の進歩を促進する応用研究です。

マイクロDCモーター(2)

経済のグローバル化の潮流が加速し、各国が省エネルギーと環境保護という2つの主要課題にますます注目し、国際的な技術交流と協力が強化され、技術革新のペースが加速しているという前提の下、マイクロモーター技術の発展傾向は次のとおりである。
(1)ハイテク新技術を採用し、電子工学の方向に発展する。
(2)高効率、省エネルギー、グリーン開発
(3)高信頼性および電磁両立性を目指して開発する。
(4)低騒音、低振動、低コスト、低価格を目指して開発する。
(5)専門化、多様化、知能化に向けて発展する。
さらに、マイクロモーターや特殊モーターは、モジュール化、複合化、インテリジェントな電気機械統合、ブラシレス、鉄心レス、永久磁石化の方向へと発展しています。特に注目すべきは、マイクロモーターや特殊モーターの応用分野の拡大に伴い、環境への影響も変化しており、従来の電磁原理モーターではもはや要求を十分に満たすことができない点です。新しい原理や新しい材料など、関連分野における新たな成果を活用し、非電磁原理のマイクロモーターを開発することが、モーター開発における重要な方向性となっています。


投稿日時:2023年12月1日