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(jié)構(gòu)、微型傳感器、微型執(zhí)行器以及相應(yīng)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(xué)科相結(jié)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(gòu)件,它負(fù)責(zé)將電信號轉(zhuǎn)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(chǔ)理論,并重點介紹了微機械制造技術(shù).通過對經(jīng)典駐極體電動機進(jìn)行結(jié)

2、構(gòu)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(jié)構(gòu)設(shè)計,此結(jié)構(gòu)電動機的輸出轉(zhuǎn)矩比側(cè)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(zhuǎn)子采用駐極體材料制成,轉(zhuǎn)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(xué)原理,進(jìn)行了扁平駐極體微電機的建模,對其定轉(zhuǎn)子間的靜電力進(jìn)行分析,導(dǎo)出了單定子微型靜電電機系列的輸出轉(zhuǎn)矩計算公式,完成了雙定子扁平駐極體

3、微電機的設(shè)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(zhuǎn)子間靜電場的有限元分析,得到了電機轉(zhuǎn)子在靜電場中受到的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力,并將其與電機輸出轉(zhuǎn)矩的理論值進(jìn)行了比較分析,其結(jié)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(jìn)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(fēng)扇的應(yīng)用.扁平駐極體微電機是未來微型執(zhí)行器的較