低功耗電機的界定及使用標準。

      車載/家用電器用電機主要是小功率電機，凡車載/家庭中有轉動件的，都是由電機來驅動的，而且絕大部分為中小功率電機，如空調用的室內機風扇電機、室外機的風扇電機、壓縮機、室內機轉葉電機等。車載/家用電器性能與所匹配的小功率電機有著直接的關系，電機的效率、功率因數、調速范圍及噪聲直接與家用電器的節(jié)能環(huán)保有著密切的關系。

      隨著科學技術的快速發(fā)展和人們生活水平的不斷提高，小功率電機作為一個動力驅動源應用十分廣泛，在世界各國的經濟發(fā)展中占據越來越重要的地位，這一產業(yè)為促進許多工業(yè)國經濟發(fā)展發(fā)揮著重要作用。目前我國車載/家用電器行業(yè)增長顯著，發(fā)展態(tài)勢良好，為車載/家用電器用電機提供廣闊的市場。
      1小功率電機的界定及應用范圍（1）小功率電機的界定。國內通常按功率大小將電機分為大型電機、中小型電機、小功率電機等三大類。依據GB2900. 27- 1995電工名詞述語小功率電動機標準定義，小功率電機是指折算到1 500 r/m in時，最大連續(xù)定額不超過1. 1 kW的電動機，即1. 1 kW及以下電機統(tǒng)稱為小功率電機，它包含了人們通常所說的分馬力電機和微電機。由于它與人民生活休戚相關，已被列入國家強制性認證目錄。小功率電機種類繁多，大致可分為三相異步電動機、三相電泵、洗衣機用電動機、空調器風扇用電動機等27類。

      （2）小功率電機的應用范圍。國際上有一種較為形象的評判方法：一個國家或地區(qū)的經濟發(fā)達程度可依據每個家庭擁有小功率電機的數量來考量。

      這較好地說明了小功率電機與國計民生的重要性關系。不包括汽車用電機，我國目前城鎮(zhèn)家庭平均電機擁有量為15 50個，而發(fā)達國家每個家庭電機擁有量為70 100個。這反映了我國與發(fā)達國家在總體上的差距，也體現(xiàn)了小功率電機廣闊的發(fā)展前景。

      小功率電機是我國工業(yè)體系的一個重要組成部分，是主機產品的驅動、控制執(zhí)行部件。這些電機廣泛應用于軍工設備、電子產品、工業(yè)自動控制系統(tǒng)、家用電器、交通工具、電動工具、康樂器具、儀器儀表等方面，是量大面廣的競爭性行業(yè)，隨著技術進步、技術創(chuàng)新的不斷發(fā)展，又是科技含量較高的一個成長性行業(yè)。

      從小功率電機的分類可以看出，小功率電機是電氣設備不可或缺的驅動部件，其應用范圍之廣幾乎遍布所有行業(yè)，特別是與人們的日常生活關系緊密更是它的顯著特點，如風扇、空調、冰箱、洗衣機、排油煙機、小家電、健身器具、工業(yè)縫紉機、水泵、汽車電器等家庭、辦公電氣化用具中都是由小功率電動機來驅動。同時電機還是這些產品的關鍵部件，其技術性能、可靠性等直接決定了家電產品的技術水平和產品質量。

      2小功率電機在國民經濟中的地位和作用隨著科學技術的快速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，各類電機在工業(yè)自動化和人們的生活工作中正起著越來越大的作用。小功率電機作為一個動力驅動源應用十分廣泛，在世界各國的經濟發(fā)展中占據著越來越重要的地位，這一產業(yè)為牽引許多工業(yè)國經濟發(fā)展的騰飛發(fā)揮著重要作用。小功率電機作為家用電器和汽車機電能量轉換及自動化程度提高的核心驅動執(zhí)行部件，電機的相關性能指標直接決定了家用電器、設備的性能和技術水平。它不僅是工業(yè)設備的動力，同時也是實現(xiàn)生活現(xiàn)代化的動力。電機質量和先進程度同樣也是反映一個國家自動化水平的指標，電機質量決定著人們的生活質量和國家的工業(yè)化水平。

      電機作為機電能量轉換的重要裝置，是電氣傳動的基礎部件，其耗電量占據了全部用電量的60%以上，對國民經濟、能源利用、環(huán)境保護和人民生活質量的提高都起著十分重要的作用。因此，開發(fā)高效、節(jié)能、降耗、可靠性高的小功率電機產品，推薦一批產品技術質量高、市場信譽好的小功率電機名優(yōu)產品給國內外廣大用戶選擇，打造具有民族品牌的電機產品，增強國際競爭力，對確保國民經濟可持續(xù)發(fā)展具有極其重要的戰(zhàn)略意義。

      小功率電機是重要的機械基礎件和智能型執(zhí)行元件，行業(yè)內的多數產品都列入了國家重點鼓勵發(fā)展的產業(yè)、產品和技術目錄，符合信息化帶動工業(yè)化的發(fā)展要求，受國家產業(yè)政策的扶持，符合國家產業(yè)結構的發(fā)展方向。

      3車載/家用電器中的單片機控制驅動電路和接口電路在車載/家用電器的制方面，現(xiàn)在越來越趨向于小型化和智能化，要實現(xiàn)這種功能，微型計算機起了一個很重要的作用。應該說，單片機在車載/家用電器的控制方面有著廣泛的應用。如何利用單片機等小功率的器件去控制大功率器件十分重要。

      隨著微電子技術的發(fā)展，單片機在車載/家用電器中的應用越來越廣泛。單片機需要根據一定的控制規(guī)律控制家用電器中的一些功率部件工作，這些部件是實現(xiàn)車載/家用電器功能的重要部件。例如洗衣機中的洗滌電機和脫水電機；電熱爐中的加熱元件（硅碳棒或電熱絲等）；電冰箱和空調器中的壓縮電機；在微波爐中的磁控管；在電磁爐中的變換電路，在半導體冰箱中的熱電堆管等。單片機是微電子器件，它的輸入信號功率很小，要直接驅動大功率部件，需要中間變換電路，這種電路就是（單片機電機）中間驅動電路接口。

      電機的控制是車載/家用電器中一種普遍的應用技術，用單片機去控制車載/家用電器中的電機，使之具有一定的狀態(tài)和性能，必須有適當的接口電路。一方面，電機是大功率執(zhí)行元件，另一方面，它是感性負載。在車載/家電的控制中，應給予考慮。

      例如洗衣機和電冰箱及空調器等車載/家用電器中都是由電機拖動工作，而且這些電機的工作狀態(tài)是不一樣的?？照{器和電冰箱的電機用于帶動壓縮機工作，工作在間歇狀態(tài)；洗衣機中的電機則工作在正反轉狀態(tài)；而電風扇的電機則工作在長期運行工作狀態(tài)或調速工作狀態(tài)。要用單片機進行控制必須采用不同的驅動電路和接口電路。

      （1）電機控制的基本元件和電路。雙向光電耦合器和一般光電耦合器不同。一般光電耦合器由發(fā)光二極管和光敏三極管組成，所以輸出級光敏三極管中的電流是單向的。在雙向光電耦合器中，輸入級是發(fā)光二極管，輸出級是光敏雙向管，在導通時，流過的雙向電流達100 mA，壓降小于3 V，導通時最小維持電流為100 A.在截止時，其阻斷電壓為直流250 V，當維持電流小于100 A時，雙向管從導通變?yōu)榻刂埂．斪钄嚯妷捍笥?50 V，或發(fā)光二極管發(fā)光時，則雙向管導通。為了降低雙向光電耦合器的誤觸發(fā)率，通常在光電耦合器的輸出端加阻容吸收電路。雙向光電耦合器又稱為雙向晶閘管驅動器，專門用于驅動雙向晶閘管。類型有過零觸發(fā)耦合器（例如MOC3030等）和非過零觸發(fā)耦合器（例如MOC3009）兩種。

      固態(tài)繼電器是電子繼電器，它有兩個輸入端和兩個輸出端，輸入端和輸出端之間有光電隔離，并且是過零開關輸出。其特點是：無運動部件，所以無振動，無沖擊噪聲；開關速度快，通常小于10 s；不會產生抖動輸出；在半個周期內有鎖存功能；靈敏度高；可直接由TTL或CMOS邏輯控制，輸出端的電容小等。經常用于微機控制的接口電路中。

      在220 V的感性負載控制電路中采用兩個雙向光電耦合器。因為每個雙向光電耦合器只能耐250 V的直流電壓，不能直接用在220 V的交流電路中（其峰值電壓為311 V）。由于感性負載電流和電壓不同相，所以其電壓的變化率就升高，由此容易引起誤觸發(fā)。為了減小電壓的變化率，常在電路中加RC阻容吸收環(huán)節(jié)，如果雙向可控硅所控制的是電阻性負載，可以不用RC阻容吸收電路。

      （2）單片機的電機驅動接口電路。大功率驅動部件-電機，在家用電器中一般有兩種工作方式，一種是開關控制方式；另一種是調壓控制方式。前者用于起停壓縮機及洗滌電機等；后者用于電風扇等的調速控制。在有些家用電器中，需要對電機進行調速，可利用驅動控制電路實現(xiàn)。這些電路的工作還需要電源過零信號同步。電源過零信號可以從電源變壓器低壓端整流后取得。隨著移相角不同，雙向可控硅的導通情況就不同，電機上得到的電壓就不同，所以它的速度也就不同，從而達到了調速的目的。

      4家用電器用小功率電機的發(fā)展現(xiàn)狀家用電器的節(jié)能已成為世界性的重要話題。20世紀70年代，美國電冰箱實施能效標準以后，電冰箱的平均額定耗電量由1972年的1 725 kWh /年降到1996年661 kWh /年。根據計算，美國從1990年2015年間，家用電器直接節(jié)電將達到340 440億美元。1978年10月，日本成立了全國性的節(jié)能中心，各大公司紛紛響應。

      現(xiàn)代家用電器中一般都有靜音降噪要求，噪聲指標也是衡量該產品性能優(yōu)劣的標志之一，家用電器中的噪聲與其中小功率電機的結構、性能、振動、電磁干擾等緊密相關。因此對電機的噪聲控制就相當嚴格。如家用空調器的貫流風機的噪聲要求就在30 dB以內。智能化就是在無刷直流電動機基礎上，結合現(xiàn)代控制技術、微處理器技術、數字化技術及電子技術。具體產品如全自動洗衣機、智能型變頻空調。

      如日本三菱公司房間空調器制作所研制成功模糊控制的變頻空調器，在日本為首創(chuàng)，這種空調器具有以下優(yōu)點：一是室溫穩(wěn)定性好，在普通空調器的控制中，即通過開、停運轉形成輕負荷，在模糊控制中可連續(xù)運轉，所以室內溫度穩(wěn)定性好，舒適性提高；二是對室溫變化反應敏捷。例如在制熱過程中，開門時室溫的恢復時間可比普通空調縮短45% ；三是節(jié)能效果明顯。通過減少開、停運轉，耗電量減少到只有普通空調器耗電量的76%.

      我國家用電器用小功率電機的研制較早，從20世紀50年代就開始研制生產，但直到20世紀80年代改革開放以后才得到較大的發(fā)展。發(fā)展初期都是以國有企業(yè)為主，隨著改革開放的深入，廣東沿海地區(qū)、華東地區(qū)及那些改革開放較早的地區(qū)開始興辦合資或民營小電機企業(yè)或電機的零部件企業(yè)、測試設備企業(yè)，發(fā)展到現(xiàn)在已初步形成了一定的規(guī)模。

      據統(tǒng)計，目前，我國小功率電機生產及配套廠家在1 000家以上，從業(yè)人員超過10萬人，工業(yè)總產值超過150億元，并且以每年18%的速度遞增，產量已占世界產量的60%以上，小電機產業(yè)呈現(xiàn)一派蒸蒸日上繁榮之景象，已成為國民經濟和中不可缺少的基礎性工業(yè)。

      我國小功率電機從制作簡單、性能單一、小規(guī)模生產，發(fā)展到現(xiàn)在已形成了新型材料、電子、電氣技術得到廣泛應用的高技術產品，且已批量化大規(guī)模生產，從而也成為了全球小功率電機的生產制造基地，我國小功率電機均采用國際標準或國外先進標準，等效或等同或參照采用IEC60072、IEC60034等國際標準和MG1美國NEMA標準，且實物質量達到或超過國際先進的同類產品水平，具有較強的國際競爭力。我國小功率電機主要生產企業(yè)還擁有較多的自主知識產權和核心技術，科技含量較高。

      5小功率電機的巨大商機（1）車用小功率電機的市場需求量。隨著技術的不斷進步，現(xiàn)代汽車中所使用的小功率電機數量不斷增多，如窗口升降電機、空調風扇電機、風擋洗滌器用電機、天線驅動電機、后視鏡電機、ABS系統(tǒng)電機等品種繁多。

      車用小功率電機需求量大，而且正在快速地向永磁化、無刷化方向發(fā)展。據統(tǒng)計，普通型轎車每輛使用20臺小功率電機，高級轎車每輛使用達40 50臺，豪華型轎車每輛多達60 70臺。特別是現(xiàn)代汽車已成為小功率電機的一大應用領域。

      現(xiàn)在世界汽車年產量近達6 000萬輛左右，按每輛汽車使用電機數從目前的20臺，到2007年增加到30臺，預測需要電機從8億臺將增加到16億臺。2006年我國汽車產銷量分為727. 97萬和721 6萬輛，所配套使用的車用小功率電機數量可觀。巨大的市場、豐厚的利潤將推動小功率電機走向新的發(fā)展高潮。

      電動自行車和摩托車向電動型發(fā)展，使得城市污染將有效減少，這種環(huán)保型產品越來越受到各國關注，國外市場很大。全球電動自行車市場主要在亞洲，亞洲市場主要在中國， 2006年亞洲產量為500萬輛。預計5年后我國電動自行車年需求量將超過1 000萬輛，無刷和有刷型電動車電機將達到1 000萬套/年。摩托車行業(yè)前景同樣樂觀， 2004年我國摩托車年產量超過1 300萬輛，占全世界摩托車產量的50%以上； 2005年摩托車總產量突破1 200萬輛，需要起動電機1 000萬套/年。

      （2）辦公自動化及計算機外圍設備用電機的市場容量。隨著我國國民經濟的發(fā)展，辦公自動化設備、計算機外圍設備、音像設備等需用的精密永磁直流電動機、無刷直流電動機、穩(wěn)速直流電動機、盤式繞線直流電動機和步進電動機等市場正迅速擴展。

      無論是PC機、打印機、復印機和傳真機，都要大量使用小功率電機。預計2008年中國計算機市場將保持14. 1%的年均增長，到2008年整個市場規(guī)模將超過2 000億元人民幣。包括臺式PC機、筆記本電腦以及PC服務器在內的PC市場預計在2008年將形成1 800億元以上的市場規(guī)模。其銷量及銷售收入復合增長將分別達到17. 5%、14. 9% ，全球PC機出貨量也在逐年增長，而每臺PC機中的電機數不下10臺。近年中國打印機市場總量達到800萬臺，銷售額110億元人民幣，市場總體持增長態(tài)勢；2007年的中國市場環(huán)境相對寬松，市場容量將會擴大，預計總增長率大概在10% 15%之間。而每部打印機中包括4 5臺小功率電機，到2008年僅打印機用電機一項就有5 000多萬臺的市場需求。在未來的幾年里，中國的復印機需求量將達到每年100萬臺的規(guī)模，同時需求量將以10%的年平均增長速度前進，市場容量每年超過300億元人民幣。

      每部復印機平均要用到5 6臺小功率電機，市場容量超過20億元人民幣。

      （3）信息產業(yè)專用的各類小功率電機產品未來五年內，國家將重點推進超大規(guī)模IC電路的產業(yè)化，國家計劃在元器件、IC電路領域投入約1 000億美元，據估算其中有800億美元是用于生產元器件、IC電路的裝備投入。據業(yè)內人士的經驗估計，這些裝備中約有8% （即64億美元）需采用小功率電機（主要為功率！ 3 kW以下的伺服電機）的執(zhí)行、驅動元件。隨著信息產業(yè)的發(fā)展， IC器件專用加工機械也必將迅速發(fā)展，需求量也必將大幅度提高，各類小功率電機產品的市場前景十分廣闊。

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