扁平駐極體微電機的研究與仿真.pdf

1、微機電系統(tǒng)是指集微型結構、微型傳感器、微型執(zhí)行器以及相應的信號處理控制電路等于一體的微型器件或系統(tǒng),它是機械、材料、信息與自動控制等多種學科相結合的產(chǎn)物.在微型執(zhí)行器中,通常采用靜電電動機作為微機械動力構件,它負責將電信號轉換成機械運動,其體積大小和性能優(yōu)劣直接影響到MEMS的整體品質(zhì).該文介紹了微機電系統(tǒng)和靜電電動機的國內(nèi)外最新的研究動態(tài)及其發(fā)展趨勢,介紹了微機電系統(tǒng)的基礎理論,并重點介紹了微機械制造技術.通過對經(jīng)典駐極體電動機進行結

2、構改造,提出了扁平駐極體微電機的模型,它具有經(jīng)典駐極體微電機無法比擬的優(yōu)點.扁平駐極體微電機采用頂驅(qū)動型結構設計,此結構電動機的輸出轉矩比側驅(qū)動型靜電電動機要大.扁平駐極體微電機的工作原理是電容可變原理,電機轉子采用駐極體材料制成,轉子表面電荷的衰減時間常數(shù)要比駐極體本身形成的周期長得多.該文基于靜電學原理,進行了扁平駐極體微電機的建模,對其定轉子間的靜電力進行分析,導出了單定子微型靜電電機系列的輸出轉矩計算公式,完成了雙定子扁平駐極體

3、微電機的設計,給出了2極-2極扁平駐極體微電機的輸出力矩計算公式.此外,運用ANSYS軟件及其APDL編程語言實現(xiàn)了雙定子扁平駐極體微電機定轉子間靜電場的有限元分析,得到了電機轉子在靜電場中受到的旋轉驅(qū)動力,并將其與電機輸出轉矩的理論值進行了比較分析,其結果同理論值基本一致.最后,通過將雙定子扁平駐極體微電機與磁力泵進行比較,探討了其作為駐極體微泵的可能性和優(yōu)勢,并研究了其作為微型芯片冷卻風扇的應用.扁平駐極體微電機是未來微型執(zhí)行器的較