现代驱动技术在自动化办公设备中的应用
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时间：2012年12月
一、摘要
本文简述了现代驱动技术及自动化办公技术，并且举例说明了现代驱动技术在自动化办公设备中的应用，指出了驱动技术在国内外受到普遍的关注，将会在办公自动化领域有较大的发展。

二、关键字
现代驱动技术自动化办公设备应用
三、课题背景
随着科技的不断进步，现代驱动技术已被广泛的融入到我们的日常生活。

现代驱动技术不仅影响民用领域、工业领域的发展，而且还影响到军事工业、航空、航天等国防事业的发展。

驱动技术作为机械控制的关键技术之一，在国内外受到普遍的关注。

四、现代驱动技术的概述
现代驱动技术按原理可分为电磁式驱动和非电磁式驱动两大类。

驱动技术主要包括：直线电机技术、无刷电机技术、开关磁阻电机技术、永磁电机技术、磁悬浮驱动技术、电磁发射驱动技术等。

非电磁驱动技术主要包括：压电驱动技术、磁致伸缩驱动技术、光驱动技术、静电驱动技术与分子马达技术、形状记忆合金驱动激技术、超导驱动技术、金属氢化物驱动技术、橡胶技术等。

在现代科学发展中，现代驱动技术发展迅速，节能、环保、高效成为现代驱动技术的发展方向。

同时，随着人们对新材料的不断深入了解和运用，现代驱动技术将有着更为广泛的发展空间。

随着现代驱动技术的快速发展和日渐成熟，现代驱动技术将会获得更为广泛的应用。

五、自动化办公概述
今年来，随着社会的进步、科技的高速发展，我们进入了一个崭新的信息时代。

数字化信息技术给人们的生活带来了巨大的变化，同时也改变了人们的生活与工作方式。

在实际办公过程中，人们发现采用传统的以手工为主的办公方法对信息进行采集与加工处理，已远远不能适应快速高效的现代办公需求，因此，必须实现办公自动化。

办公自动化是应用计算机技术、通信技术、系统科学、管理科学等先进科学
技术，不断使人们的部分办公业务借助于各种办公设备，并由这些办公设备与办公人员构成服务于某种办公目标的人机信息系。

办公自动化设备是一个很大的范畴，从办公室很小的装订机到大型的中央空调、交通工具等都属于办公自动化设备。

办公自动化系统常用的办公自动化设备，按其功能与作用划分为下列几类：计算机设备、计算机常用外部设备、文件复印设备、办公通信设备、网络设备、其他办公设备
六、现代驱动技术在自动化办公设备中的应用
驱动技术种类广泛，本文只选取部分典型驱动技术在自动化办公设备中予以说明。

1、直线电机在信息与自动化办公设备方面的应用
（1）直线电机及其驱动技术
现代先进的驱动技术主要分为两大类：一类为电磁式的，另一类则为非电磁式的。

电磁类的现代先进的驱动技术主要由现代电磁类驱动器与现代控制系统组成，它的驱动器包括传统改进型的电磁驱动器与新发展型的电磁驱动器。

它们中有旋转的、直线的、磁浮的、电磁发射的等等。

除了在一般通用电机技术基础上改进获得的电机技术外，还有更多的是在通用电机技术基础上进一步发展的新型电机技术，如直线电机技术、无刷直流电机技术、开关磁阻电机技术和各种新型永磁电机技术等。

直线电机是一种将电能直接转换成直线运动机械能而不需通过中问任何转换装置的新颖电机，它具有系统结构简单、磨损少、噪声低、组合性强、维护方便等优点。

旋转电机所具有的品种，直线电机几乎都有相对应的品种，其应用范围正在不断扩大，并在一些它所能独特发挥作用的地方取得了令人满意的效果。

直线电机结构示意图如下图所示。

图一、直线电机结构示意图
（2）直线电机技术在办公自动化设备方面的应用
直线电机在信息设备方面的应用主要在计算机设备以及它的输入输出设备
方面,在计算机主机上,在硬盘装置方面,直线伺服电动机首先在IBM2314 主光
驱上使用,后来又在IBM333 上采用,日本松下公司,在3.5 英寸的磁盘装置上也采用了直线伺服电动机,日本神钢电机公司、富士通公司等也制造了供软驱装置用的直线步进电动机,采用直线电机后,计算机有效地缩短了存取时间,提高了工作效率。

此外直线电机也在计算机的输入输出设备中得到了应用。

如日本神钢电机公司,富士通公司分别将直线步进电动机和直线直流电动机用于打印机,取得
了分辩能力和停止精度提高,加速特性更好的效果。

日本松下公司则将直线伺服电动机用于驱动数字扫描仪,使扫描仪总重减轻,启动推力提高,图象波动减少,
扫描速度提高近5倍。

至于国内外现有高精度的平面绘图仪,几乎均采用了平面直线步进电动机, 它实现了绘图机的高速、高精度、高可靠性及耐久性。

这种绘图机,中科院电工所和上海 21 所早在 20 世纪 80 年代就已试制成功。

直线电机在自动化设备方面的应用有如新型的笔式记录仪、自动绕线机、照相机电磁快门、条形码自动读出器等。

图二、直线伺服电动机首先在IBM2314 主光驱上使用
图三、直线步进电机应用的复印机
图四、直线步进电机应用的扫描仪
2、无刷直流电机在办公自动化设备中的应用
（1）无刷直流电机概述
无刷直流电机是永磁式同步电机的一种，而并不是真正的直流电机，英文简称BLDC。

区别于有刷直流电机，无刷直流电机不使用机械的电刷装置，采用方波自控式永磁同步电机，以霍尔传感器取代碳刷换向器，以钕铁硼作为转子的永磁材料，性能上相较一般的传统直流电机有很大优势，是当今最理想的调速电机。

图五、无刷直流电机
（2）无刷直流电机在自动化办公设备中的应用
从数量上说办公自动化设备室无刷直流电机应用最多的领域，已经占据了无可取代的位置。

例如在数字打印机，软盘驱动器，硬盘驱动器，CD-ROM和DVD-ROM等光盘驱动器，传真机，复印机，磁带记录仪，电影摄影机、高保真度录音机和电唱机的主轴和附属运动的控制等。

无刷直流电机在这个领域大量挤占了原来交流异步电机的市场。

图六采用了无刷直流电机的数字打印机
图七采用了无刷直流电机的硬盘驱动器
3、永磁同步电机在自动化办公设备中的应用
（1）永磁同步电机的概述
对于转子直流励磁的同步电动机，若采用永磁体取代其转子直流绕组则相应的同步电动机就成为永磁同步电动机。

永磁同步电动机的组成部分：定子、永久磁钢转子、位置传感器、电子换向开关等。

永磁同步电动机具有结构简单，体积小、重量轻、损耗小、效率高、功率因数高等优点，主要用于要求响应快速、调速范围宽、定位准确的高性能伺服
传动系统和直流电机的更新替代电机。

图十永磁同步电机
（2）永磁电机在自动化办公设备中的应用
当今信息技术高度发展，各种计算机外设和办公自动化设备也随之高度发展，与其配套的关键部件微电机需求量大，精度和性能要求也越来越高。

对这类微电机的要求是小型化、薄形化、高速、长寿命、高可靠、低噪声和低振动，精度要求更是特别高。

例如，硬盘驱动器用主轴驱动电机是永磁无刷直流电动机，它以近10000rpm的高速带动盘片旋转，盘片上执行数据读写功能的磁头在离盘片表面只有0.1～0.3微米处作悬浮运动，其精度要求之高可想而知了。

信息技术中各种设备如打印机、软硬盘驱动器、光盘驱动、传真机、复印机等中所使用的驱动电机绝大多数是永磁无刷直流电动机。

受技术水平限制，这类微电机目前国内还不能自己制造，有部分产品在国内组装。

示例如无刷直流电机所示。

七、参考文献
[1]邵明涛.现代驱动技术纵览.MECHANICAL ENGINEER.2011(5)
[2]胡小强.办公自动化设备.北京邮电大学出版社.2007.8
[3]网络文库。