| 题名 | 平面微电机及其定子制作工艺的研究 |
| 作者 | 刘波 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2007-06-14 |
| 授予单位 | 中国科学院长春光学精密机械与物理所 |
| 授予地点 | 长春光学精密机械与物理所 |
| 导师 | 吴一辉 |
| 关键词 | 永磁平面微电机 数值分析 聚合物微复制 模板 抗粘 |
| 其他题名 | Research on flat micromotor and the fabrication process of stator |
| 学位专业 | 机械制造及其自动化 |
| 中文摘要 | 平面式永磁微电机以轴向尺寸小、输出力矩大、运行效率高和响应速度快等优点在现代通讯、航空航天、生物医疗和国防军工等高端领域具有广阔应用前景。论文针对进一步增大电机单位体积下的电磁转矩、提高可靠性和降低制作成本等方面的要求，展开了永磁磁场和电机温度场的数值计算与理论分析，以期找到增大微电机功率密度的关键所在，并且探索了基于微复制MEMS技术的聚合物基底定子制作工艺，研究了与其相关的模具设计、塑铸优化和抗粘分离等若干问题。 对扇形拼接式永磁磁极产生的气隙磁场进行了三维数值分析，通过考察磁体厚度、气隙高度和磁极间隔率等参数对气隙磁密和漏磁通的影响，给出了提高磁感应强度和永磁体利用效率的途径。建立了微电机的空冷散热模型，通过对热－流耦合微分方程的数值求解，分析了微电机温度场分布和散热空气的流动规律，从而提出微电机主动散热的方法以及改进的散热结构。 针对硅基微电机定子的缺点，创造性地给出了具有批量化制造可能性的平面定子线圈的制作方案。通过对硅母模的工艺改进、软模板的优化设计和塑铸模具的结构改造，成功制作出具有双面线圈的聚合物基底定子；研究了树脂充模和固化等工艺条件，大大提高了铸件的质量和成品率，给出了稳定的工艺条件；研究了PDMS软模板制作中无损脱模与深沟槽的实现方法，通过对微加工中的粘附分析，提出了有效的抗粘方法，测试结果表明FC聚合物层可大大降低模具的表面自由能，为具有深沟槽、低阻值的高性能平面定子线圈的制作提供了可能。 对微电机的转矩性能和温升情况进行了测试，验证了微电机磁场分析与力矩计算的结果和主动冷却效果。利用0.7mm厚度的平面定子装配出最小气隙高度为1mm的微电机，转矩常数为3.8mNm/A。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2012-03-21 |
| 页码 | 116 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.ciomp.ac.cn/handle/181722/269]  |
| 专题 | 长春光学精密机械与物理研究所_中科院长春光机所知识产出 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 刘波. 平面微电机及其定子制作工艺的研究[D]. 长春光学精密机械与物理所. 中国科学院长春光学精密机械与物理所. 2007. |
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