基于MEMS工藝的軸向磁化永磁微電機結構優(yōu)化及性能分析.pdf

1、論文針對軸向磁化永磁微電機微小型化的過程中，其轉矩和效率的變化、能滿足實際應用的最小電機尺寸、該類微電機的最優(yōu)設計方法以及最優(yōu)的批量化制造工藝等問題進行了如下研究工作： 論述了軸向磁化永磁微電機的研究意義、發(fā)展現(xiàn)狀，采用有限元軟件ANSYS電磁模塊對電機微小型化過程中的結構參數(shù)進行了仿真分析，分析了主要參數(shù)變化對氣隙磁密的影響規(guī)律，得出了適合不同直徑電機的結構參數(shù)，以指導該類微電機的實際設計。 對電機微小型化過程中的轉矩

2、和效率進行了仿真分析和計算，計算了不同直徑時的轉矩值，得到了定子線圈的最佳布線密度和在結構、轉矩及氣隙磁密等因素共同限制下電機所能達到的最小尺寸，即直徑10mm，厚4mm，通以0.1A的電流時能獲得47μNm的轉矩。 在PCB板上制作出了不同尺寸的定子線圈，采用精密機械加工工藝制作出相應電機轉子及相關零部件，制作出若干樣機，以驗證仿真計算結果，并為利用MEMS工藝技術制作更小線寬及線間距的電機積累了豐厚的基礎。 對該類型

3、電機定子線圈的制作工藝進行了研究改進，解決了電鑄銅線與基片結合不牢、電鑄時導線翻邊、電鑄顆粒過大且均勻性差、電鑄高深寬比線圈及批量化制作等具體問題，提高了工藝的可重復性，給出了高深寬比平面繞組線圈設計及制作的成熟工藝。 在易于微機械加工的硅片上提出并采用深刻蝕成型電鑄工藝制作成了無空洞、小線寬(40μm)、深線條(80μm)、性能可靠的高深寬比平面線圈，與軸向充磁永磁環(huán)組裝成了直徑10mm的軸向磁化永磁微電機。對電機搭建了控制電