微型電機的應用范圍很廣，從輸送胰島素調節血糖的泵，到日常臺式打印機上打印紙張的電機。從簡單的辦公用途到極其危險的環境用途，應用需求也有很大的不同，航空航天和國防應用通常屬于后一類，回顧這些嚴格的要求，舉例說明如何在精密微型電機的設計中解決這些問題。

微型電機技術綜述

無刷直流通常用于這些應用，主要是因為這些電機的效率高，重量低，步進電機在精度的應用中也有其一席之地，考慮到成本因素這三種技術都很適合航天和國防應用，它們不僅能夠適應高性能需求，而且能夠適應這個市場的環境方面的要求。在航空航天和國防應用中，所需的溫度范圍可能很嚴格，可降至-50攝氏度，也可升至200攝氏度。電機部件必須經過特殊設計，不僅能在極端溫度下運行，而且能輕松啟動，并在整個工作范圍內提供高輸出。隨著性能材料的進步，特別是電機外殼、專用軸承潤滑劑和用于線圈絕緣的塑料，越來越多的電機能在這種環境下正常運轉。

除了極端溫度外，大多數應用中還需要更高的沖擊和振動要求，通用汽車電機設計也在尋求解決這類方案，采用專門設計，以允許微型電機在這些極端環境下運行。經驗表明，即使線圈的微小運動也會損壞電機并導致故障，電機設計必須確保電機的關鍵內部部件（轉子、軸、軸承）充分固定，以防止移動，即使在最嚴重的沖擊和振動條件下也是如此。此外，潛在危險材料應用是另一種潛在的電機故障模式，必須在電機設計中加以解決。電機設計尋求將先進的材料與專業設計結合起來密封電機，確保優化的電機可以在這些極端環境下以最高效率安全運行。

微型運動的典型航空航天應用

例如，飛行器上使用各種類型的閥門和執行器來執行各種關鍵功能，從調節燃料流向發動機到控制進入飛行器環境控制系統的氣流。電機在飛行器/車輛系統中的物理位置，通常位于極端環境中，在給定的電機框架尺寸要求最大性能。典型的設計考慮因素包括：1）磁體材料的選擇，確保磁體強度不會隨著溫度的升高而降低；2）疊片材料，確保電機能夠承受其暴露的溫度范圍；3）引線-將電機連接至驅動板的電線，確保其在極冷條件下保持柔韌，并在極熱條件下承受熔化注。特氟隆材料通常滿足這些要求，但必須考慮對電機的設計特性，確保在飛機/車輛的整個壽命周期內，在寬溫度極限條件內高性能運行。

遮陽簾自動化是商用飛機一項創新，旨在為乘客提供易用性，并允許增加對航空公司人員的控制。允許乘客只需按一下按鈕就可以升高或降低遮陽板，在為乘客提供便利的同時，允許乘務員統一關閉遮陽板，控制客艙內的環境光線。直流電機的功率密度高、噪聲低、溫升低而被廣泛應用，在沒有控制的情況下操作馬達的能力是一個明顯的優勢，高效率和低重量降低了功率/燃油消耗。

在高速/極端振動環境中，精確控制是必不可少的，電機的性能與系統的性能成正比，電機設計中必須考慮到在運行過程中，影響性能的每一個潛在參數。由于它們在小型、低重量設計中提供高功率密度，定制無刷直流電機是這些應用的理想選擇，精度是關鍵目標，編碼器反饋通常用于確保正確定位和自校正。

結論

從上述應用中可以明顯看出，航天航空市場供應精密電機必須能夠為每個特定應用提供定制電機設計，由于這個市場的獨特需求，必須徹底了解如何優化需求所規定的特定設計標準，提供多種電機獨特技術的能力，分析所有技術和設計的具體需求。航空航天和國防應用已經存在多年，隨著技術的進步而不斷擴大，滿足這個不斷發展的市場需求的過程中，改進設計并提供優化的運動控制解決方案將繼續是一個挑戰。