静电微执行器
《微执行器》课件
3 微执行器的优势和市
场前景
微执行器具有精度更高、 能耗更低和尺寸更小的优 势，市场前景广阔。
4 微执行器在实际应用中的案例分析， 5 微执行器的未来发展方向
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ挑战和解决方案
未来，微执行器将继续改进材料技术、加强
通过实际案例分析，探讨了微执行器在不同
智能化应用，提升性能和可靠性。
领域中的应用、所面临的挑战及解决方案。
微执行器在实际应用中的案例分析
1
工业自动化案例
微执行器在制造业中实现微观元件的精确安装和微尺度的加工控制，提高了生产 效率和产品质量。
2
智能家居案例
通过微执行器实现智能窗帘的自动控制和智能家电的远程操作，提升了居住体验 和家居安全性。
3
物联网案例
微执行器与物联网设备结合，实现微观尺度下的传感、控制和通信，推动智能物 联网的发展。
结合智能算法和通信技术， 使微执行器能够实现更智 能的功能。
通过技术创新，提升微执 行器的输出功率、响应速 度和可靠性。
总结
1 微执行器的概述
微执行器是尺寸小、精度 高的微型机械设备，用于 实现微观尺度下的动作和 控制。
2 微执行器的应用和技
术原理
微执行器在工业自动化、 智能家居和物联网等领域 具有广泛的应用，采用压 电、电磁和压电等技术原 理实现微观运动。
微执行器的应用场景
1 工业自动化
微执行器在工业自动化领域可以实现微动作控制和精细加工，提高生产效率和产品质量。
2 智能家居
微执行器可应用于智能家居设备，如智能窗帘和智能家电，实现自动控制和远程操作。
3 物联网
微执行器可与物联网设备结合，实现微观尺度下的传感、控制和通信，推动物联网技术 的进一步发展。
三种常见的MEMS微执行器的特点及原理
三种常见的MEMS微执行器的特点及原理1、背景微型机电系统，即MEMS（MicroElectric-MechanicalSystem）是指及微型传感器、执行器及信号处理和控制电路、接口电路、通信和电源于一体的完整微电子机械系统。
MEMS是在微电子学科基础上发展起来，同时，它又有是多学科交叉的学科。
MEMS可以将所观测对象的压力、温度、光强度等信号转换成所需要的电信号，并通过微执行器按照要求进行对目标的控制。
同时，每个系统不是独立的，它可以通过接口与其他的系统进行互联。
其中，微执行器是MEMS的核心部分，它既可以为微系统提供动力，也可以成为微系统的操作和执行单元。
因此微执行器有许多种不同的驱动方式。
常见的驱动方式主要有：静电驱动、电磁驱动、热驱动、光驱动、形状记忆合金（SMA）驱动和磁致伸缩驱动等形式。
本文将介绍静电驱动、磁场力驱动和热效应驱动的微执行器。
2、微执行器的分类及特点从驱动形式角度来看，有许多种微执行器，但常用的只有三种：电场力、磁场力和热效应驱动。
由于静电微执行器的体积小，结构简单，是目前应用最多的一种微执行器。
它的工作原理是主要利用电荷见的库仑力来驱动做功的部件。
但是它的输出力的大小与其他电驱动的微执行器相比要小得多，比如微马达。
热执行器是利用热膨胀效应使驱动部件产生一定的形变，改变驱动部件的结构，对目标物体施加所要求的作用力。
但热驱动力的功耗较大，而且精度不易控制。
磁微执行器是利用电与力的相互作用产生力矩。
它有两种力的驱动方式：洛伦兹力和磁场力。
目前，主要利用磁驱动的微执行器是微马达。
由于磁驱动微马达能产生较大的力矩和较高的转速，现已被广泛应用。
3、三种微执行器的工作原理3.1一种平板式静电微执行器静电执行器的基本工作原理是平板式静电执行器由两个极板组成。
当对两个极板充电，两个极板将带上异种电荷，极板间将产生吸引力。
由于这类微执行器结构简单，并且力的大小可由电压来控制决定，所以被广泛的应用。
电动执行器工作原理
电动执行器工作原理引言概述：电动执行器是一种能够将电能转换为机械能的装置，广泛应用于各种自动化控制系统中。
它的工作原理基于电磁力和机械传动原理，通过电流的控制来实现运动控制和位置调节。
本文将详细介绍电动执行器的工作原理及其相关知识。
一、电动执行器的基本构成1.1 电动执行器的电源系统电动执行器的电源系统通常由直流电源或者交流电源组成。
直流电源通常用于低功率的执行器，而交流电源则适合于高功率的执行器。
电源系统提供了所需的电能，为执行器的正常工作提供动力。
1.2 电动执行器的控制系统电动执行器的控制系统用于控制执行器的运动和位置。
控制系统通常由电路板、控制器和传感器组成。
电路板接收来自控制器的指令，并通过传感器检测执行器的位置和状态，从而实现对执行器的精确控制。
1.3 电动执行器的执行机构电动执行器的执行机构是将电能转换为机械能的核心部件。
它通常由机电、减速器和传动装置组成。
机电通过电流的作用产生旋转力，减速器将机电的高速旋转转换为较低的输出速度，传动装置将旋转运动转化为直线运动或者旋转运动，实现执行器的动作。
二、电动执行器的工作原理2.1 电动执行器的电磁原理电动执行器的工作原理基于电磁力的作用。
当电流通过电动执行器的线圈时，会在线圈周围产生磁场。
根据电流的方向和大小，磁场会产生吸引或者排斥力，从而使执行机构产生相应的运动。
2.2 电动执行器的机械传动原理电动执行器的机械传动原理是将电能转换为机械能的关键。
机电通过旋转产生力矩，减速器将高速旋转转换为低速输出，传动装置将旋转运动转化为直线或者旋转运动。
这样，电动执行器可以实现精确的位置调节和运动控制。
2.3 电动执行器的控制原理电动执行器的控制原理是通过控制电流的大小和方向来实现对执行器的控制。
控制器通过电路板接收指令，并控制电流的开关和方向，从而控制执行器的运动和位置。
传感器可以实时检测执行器的位置和状态，使控制更加精确。
三、电动执行器的应用领域3.1 工业自动化领域电动执行器在工业自动化领域中广泛应用。
电动执行器工作原理
电动执行器工作原理电动执行器有五种类型：直行程电动执行器、角行程电动执行器、电动调节阀、PID电动调节执行器和电磁阀。
前四种属于DDZ型。
下面简要介绍一下直行程电动执行器(DKJ)和角行程电动执行器(DKZ)。
直行程与角行程电动执行器的作用是接收调节器或其它仪表送来的0~10，4~20毫安或1~5伏电压的标准值流电信号，经执行器后变成位移推力或转角力矩，以操作开关、阀门等，完成自动调节的任务。
这两种执行器以前都是由伺服放大器与执行机构两大部分组成的。
现在有机电一体智能化的结构，它们的结构、工作原理和使用方法都是相似的，区别仅在于，一个输出位移(推力)，一个输出转角(力矩)。
电动执行器选型考虑要点一、根据阀门类型选择电动执行器阀门的种类相当多，工作原理也不太一样，一般以转动阀板角度、升降阀板等方式来实现启闭控制，当与电动执行器配套时首先应根据阀门的类型选择电动执行器。
1．角行程电动执行器（转角<360度）电动执行器输出轴的转动小于一周，即小于360度，通常为90度就实现阀门的启闭过程控制。
此类电动执行器根据安装接口方式的不同又分为直连式、底座曲柄式两种。
a)直连式：是指电动执行器输出轴与阀杆直连安装的形式。
b)底座曲柄式：是指输出轴通过曲柄与阀杆连接的形式。
此类电动执行器适用于蝶阀、球阀、旋塞阀等。
2．多回转电动执行器（转角>360度）电动执行器输出轴的转动大于一周，即大于360度，一般需多圈才能实现阀门的启闭过程控制。
此类电动执行器适用于闸阀、截止阀等。
3．直行程（直线运动）电动执行器输出轴的运动为直线运动式，不是转动形式。
此类电动执行器适用于单座调节阀、双座调节阀等。
二、根据生产工艺控制要求确定电动执行器的控制模式电动执行器的控制模式一般分为开关型（开环控制）和调节型（闭环控制）两大类。
1．开关型（开环控制）开关型电动执行器一般实现对阀门的开或关控制，阀门要么处于全开位置，要么处于全关位置，此类阀门不需对介质流量进行精确控制。
基于ANSYS的静电微执行器吸合现象分析
Ｃ ｈ ｉ ２ ０ １ ４ Ｎ Ｏ ． Ｏ ８ （ 下） ｎ ａ Ｎ ｅ ｗ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｚ ｉ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ Ｐ ｒ ｏ ｄ ；
基于 Ａ ＮＳ ＹＳ的静 电微 执行器吸合现 象分析
●
郑丽云
龚友平
Hale Waihona Puke 刘彦辉 （ 杭 州电子科技 大学机械 工程 学院 ，浙江 杭 州 ３ １ ０ ０ １ ８ ）
弹性回复力
Ｖ
电场 力
为了分析静态吸合 现象 ，我们需要 关 系 曲 线 如 下 图 。 由 图 ２可 知 随着 施 加 对 所 提 出 的 电 容模 型做 一 定 的假 设 和 简 在 电 容 器极 板 两端 的 电压 逐 渐 增 大 ，可 化 ：即 忽 略惯 性 阻 尼 等 因素 的影 响 ，极 动 极 板 的 位移 逐渐 增 大 ，系 统 此 时 处 于 板 间 施 加 电 压 变 化 缓慢 以 至 于可 动 极 板 稳 定 平 衡 状 态 ，当平 行 板 电容 器 极 板 两 在 电场 力 、上 极板 回复 力 共 同作 用 下 在 端 的 电压 增 大 到 吸合 电压 时 ，即 系 统达 任 意 时 刻 都 能 够 保 持 在 稳定 状 态 ，可 动 到 临 界 平 衡 点 ，也 就 是 图 中的 曲 线 的 最 极板的速度以及加速度 都为零且期 问不 右 侧 位 置 ；此 时 系统 也 处 于 平 衡 状 态 ，
＝
亨
（ ８ ）
（ ９ ）
连 线 。 同样 处 于 空 间 介 质 中的 两 个 增大 。
点 电荷 同样 适 用 于库 仑 定律 。 １ ． ２微 开关 电容器 简 化模 型
・
２ 静 态 吸合 分 析 ２ ． １ 模 型假 设 与简 化
微机电系统的基本工作原理分析
压电式传感器的等效电路
压电传感器也可以等效为一个电荷源与一个电容并联，此时，电路被视为一个电荷发生器，如图（b）所示。
由于高内阻，必须进行前置阻抗变换，将传感器的高阻抗输出变换成低阻抗输出。因此，前置放大器有两种作用：一是放大传感器输出的微弱信号；二是将它的高阻抗输出变换成低阻抗输出。
另外，在d0较小时，对于同样的Δd变化所引起的ΔC可以增大，从而使传感器灵敏度提高。
(二)面积变化型
面积变化式电容传感器在工作时的极距、介质等保持不变，被测量的变化使其有效作用面积发生改变。变面积式电容传感器的两个极板中，一个是固定不动的，称为定极板，另一个是可移动的，称为动极板。
图a是平板形直线位移式结构，其中极板1可以左右移动，称为动极板。极板2固定不动，称为定极板。。
2)静电执行器工作时需要较高的驱动电压也限制了它的应用。
3)当静电执行器电极板表面存在毛刺，灰尘时，存在电击穿危险，因此要求静电执行器的表面非常平整，必须做一个合适的隔离层，并应将其封装起来。
第五章热力效应
5.1工作原理分析
热驱动的机理是基于固体和流体的热膨胀。固体的线性膨胀符合以下公式：
= + 式中，为0 时固体的长度；为温度为t 是固体的长度； 为热膨胀系数；t为温度。
压阻效应，是指当半导体受到应力作用时，由于载流子迁移率的变化，使其电阻率发生变化的现象。压阻效应的强弱可以用压阻系数π来表征。压阻系数π被定义为单位应力作用下电阻率的相对变化。压阻效应有各向异性特征，沿不同的方向施加应力和沿不同方向通过电流，其电阻率变化会不相同。
2．2应用
压阻效应被用来制成各种压力、应力、应变、速度、加速度传感器，把力学量转换成电信号。例如：压阻加速度传感器是在其内腔的硅梁根部集成压阻桥（其布置与电桥相似），压阻桥的一端固定在传感器基座上，另一端挂悬着质量块。当传感器装在被测物体上随之运动时，传感器具有与被测件相同的加速度，质量块按牛顿定律（第二定律）产生力作用于硅梁上，形成应力，使电阻桥受应力作用而引起其电阻值变化。把输入与输出导线引出传感器，可得到相应的电压输出值。该电压输出值表征了物体的加速度。
Casimir力作用下的纳米级静电执行器的Pull-in现象分析
单位代码： 10293 密级：硕士学位论文论文题目：Casimir 力作用下的纳米级静电执行器的Pull-in 现象分析1010020731 王蔚 方玉明电路与系统微机电系统工学硕士二零一三年四月学号 姓名 导 师 学 科 专 业 研 究 方 向 申请学位类别 论文提交日期Pull-in characteristic analysis of the effect of Casimir force on the Nano-electromechanicalsystemThesis Submitted to Nanjing University of Posts and Telecommunications for the Degree ofMaster of EngineeringByWang WeiSupervisor: Prof. Fang YumingApril 2013南京邮电大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京邮电大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。
与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。
本人学位论文及涉及相关资料若有不实，愿意承担一切相关的法律责任。
研究生签名：_____________ 日期：____________南京邮电大学学位论文使用授权声明本人授权南京邮电大学可以保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子文档；允许论文被查阅和借阅；可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索；可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。
本文电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。
论文的公布（包括刊登）授权南京邮电大学研究生院办理。
涉密学位论文在解密后适用本授权书。
电动执行器工作原理
电动执行器工作原理引言概述：电动执行器是一种常见的自动控制设备，广泛应用于工业自动化系统中。
它能够将电能转换为机械运动，实现对阀门、门窗、泵等设备的控制。
本文将详细介绍电动执行器的工作原理，包括其组成部份、工作方式以及应用场景。
一、电动执行器的组成部份1.1 电动机：电动机是电动执行器的核心组成部份，它通过电能转换为机械能，驱动执行器的运动。
常见的电动机类型包括直流机电和交流机电，其选择取决于应用场景的要求。
1.2 齿轮传动系统：齿轮传动系统用于将电动机的旋转运动转换为执行器的线性或者旋转运动。
它由主动齿轮、从动齿轮和传动轴组成，通过齿轮的啮合实现动力传递。
1.3 位置反馈装置：位置反馈装置用于检测执行器的位置或者角度，并将反馈信号传递给控制系统。
常见的位置反馈装置包括编码器、霍尔传感器等，它们能够提供准确的位置信息，保证执行器的精确控制。
二、电动执行器的工作方式2.1 开关型电动执行器：开关型电动执行器通常用于控制阀门、门窗等设备的开关状态。
当电动执行器接收到控制信号时，电动机会启动，通过齿轮传动系统将执行器推动到预定位置，实现开关状态的切换。
2.2 调节型电动执行器：调节型电动执行器用于对阀门、泵等设备进行精确调节。
它通过位置反馈装置获取当前位置信息，并根据控制信号调整执行器的位置或者角度，实现对设备的流量、压力等参数的调节。
2.3 位置控制型电动执行器：位置控制型电动执行器常用于需要精确控制位置的场景，如机器人、医疗设备等。
它通过位置反馈装置实时监测执行器的位置，并根据控制信号精确控制执行器的位置，实现复杂的运动轨迹。
三、电动执行器的应用场景3.1 工业自动化：电动执行器广泛应用于工业自动化系统中，用于控制阀门、泵、输送机等设备。
它能够实现自动化控制，提高生产效率和质量。
3.2 楼宇自动化：电动执行器在楼宇自动化系统中起到关键作用，用于控制门窗、空调系统、照明设备等。
它能够实现智能化控制，提升楼宇的舒适性和能源利用效率。
MEMS技术
MEMS在微光学及电子系统如开关、继电器、扫描器、 显示设备、variable capacitances等领域同样有着深入的
应用而且在广计算机网络和通信方面具有巨大的市场
AFM和STM工具及数据存储系统使用微驱动器来获得 超高密度的记录和扫描。
驱动原理
尺寸的变化不仅对机械的设计而且对微 执行器的驱动也有影响。驱动原理的选 择依据以下几方面：尺寸、技术、相应 时间、力、扭矩，而且还要考虑到位移 和能耗等方面。主要可分为下面两方面：
模制
电镀 LIGA HEXSIL 这些技术可以允许high aspect ratios and a
structure height of more than 100 微米，但 其机械结构与表面微加工相比简单。
MEMS的材料问题
由于材料的性质，MEMS的设计还要注 意许多问题。
在MEMS设计的发展中，一些模拟工具 极大的促进了MEMS的发展。但标准的 测试途径及一些材料性质资料的积累却 滞后与这些设计和模拟工具，并严重阻 碍了MEMS的使用。
弹性 强度性质 粘度和粘结力 疲劳
微型机械执行机构已不止是在实验室的 设计，我们可以看到其10几年来的许多 应用，并且迅速增大了其市场。但目前 他还只是刚刚起步。MEMS的应用将有 助于产生更好质量的器件：更高的灵敏
度，更好的再现性，更快的反应速度， 而且减小能源的消耗。
静电学应用发展的特点
多学科交叉 静电力对小微粒非常有效，并直接作用
于带电物质而不是介质 静电沉积最明显成熟的标志是在1963年
H.J.White论文的发表。此时正是全社会 关注环境污染问题的时候，这就极大的 促进了静电沉积的应用。
二、静电被覆
现代工业的一个显著标志就是对一层乃 至多层材料被覆表面的要求
全面的微系统技术
一、微系统技术在微系统技术微系统技术的发展历史上，集成电路（IC）是技术的起点。
电子器件小型化和多功能信成是微加工技术的推动力。
如果没有微加工和小型化技术的迅猛发展，许多今天看来理所当然的科学和工程成就都不可能实现。
微系统技术是由集成电路技术发展而来的，经过了大约20年的萌芽阶段，即由20世纪60年代中期到20世纪80年代。
在这段萌芽时期，主要是开展一些微系统技术的零散研究。
例如，开发了硅各向异性腐蚀技术用于在平面硅衬底上加工三维结构；一些研究机构和工业实验室里的研究者开始利用集成电路的加工技术制造微系统技术器件，例如悬臂梁、薄膜和喷嘴；微传感器的关键部件，如单晶硅和多晶硅中的压阻被发现、研究和优化。
在微系统技术的研发时期，涌现出了一些具有重要意义的研究成果。
1967年，Westinghouse公司发明了一种谐振栅晶体管（RGT）。
它与传统的晶体管不同，RGT的电栅极不是固定在栅氧化层上，而是相对硅衬底可动。
由静电力控制栅电极和衬底之间的间距。
RGT是静电微执行器的最早实例。
佳能公司最早开发了基于热气泡技术的喷墨打印技术，而惠普公司在1978年首先发明了基于硅微机械加工技术的喷墨打印机喷嘴。
喷嘴阵列喷射出热气泡膨胀所需液体体积大小的墨滴，如图1-1所示。
气泡破裂又将墨汁吸入到存放墨汁的空腔中，为下一次喷墨做准备。
通过滴入红、蓝、黄三种基本色实现彩色打印。
图1-1在20世纪80年代后期，在微机械技术这个新领域的研究者主要是研究硅的应用——单晶硅衬底或者多晶硅薄膜。
多晶硅薄膜技术的应用产生了一些表面微机械加工的机械结构，如弹簧、传动机械和曲柄等。
20世纪90年代，全世界的微系统技术研究进入一个突飞猛进、日新月异的发展阶段。
非常成功的例子有美国Analog Devices（模拟器件）公司生产的用于汽车安全气囊系统的集成惯性传感器，以及美国Texas Instruments（仪器）公司用于投影显示的数字光处理芯片。
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静电微执行器
王云 201521203018 机研156
摘要：微执行器是微系统三大组成部分之一，是微系统中能实现微操作的关键驱动部件。
现代工业对精度的要求极高，传统的执行器件无法满足这种精度要求，微执行器应运而生。
不同的微执行器由于不同的工作特点，制作也有差别。
静电执行器是利用异性电荷的库仑力作用来实现机械运动的。
静电执行器可以制作静电电机、静电微阀和微泵等。
关键字：驱动；微执行器；静电执行器；电机；
Abstract: the micro actuators is one of the three components of micro system is the key to the micro system can realize micro operations drive components. Modern industry for the requirement of high precision, the implementation of traditional device can meet the accuracy requirement, micro actuators arises at the historic moment. Due to the different characteristics of different microactuators, there are differences. Electrostatic actuator is the use of opposite charges of coulomb force is used to implement the mechanical movement. Electrostatic actuator can make electrostatic micro motor, electrostatic micro valve and pump, etc.
Key words: drive; Micro actuators; Electrostatic actuator, The motor;
0 引言
微机电系统MEMS，一般泛指尺度在微米级的装置。
微机电系统一般有三大部分构成：微传感器、微处理器和微执行器。
微执行器在宏观概念上就和电动机一样，是MEMS不可缺少的部件。
长期以来，人们研究压电、静电、电磁等各种各样的驱动器件，其中静电力执行器的结构和激励方式简单，加工工艺容易实现，能产生往复振动的静电谐振器频带宽度窄，驱动阻尼小，品质因数高[1]。
静电执行器在微系统中应用广泛，是微系统执行器的研究热点。
本文从静电执行器的基本概念出发，介绍了静电执行器的工作原理、分类以及前景。
1 静电执行器的概念
静电执行器是利用异性电荷的库仑引力作用来实现机械运动的[2]。
如图所示1
图1 静电执行器工作原理
当在两极板施加电压时，由于极板之间有介质存在，正负电荷会分别聚集在两个极板上，这时正负电荷之间就会产生静电引力就是库仑力为
222d SU F ε=
式中 ε 介电常数
S 电极板面积
U 施加电压
d 电极间距
当改变施加的电压时，由于静电引力的变化使电极之间的距离发生几个微米的变化。
电极间距越小，电极间电场强度越大，产生的静电力也越大。
因此微机电静电执行器能够获得相对较大的驱动力。
静电执行器是表面力的作用，即静电执行器的驱动力取决于施加电压、电极间距和面积，而与电极厚度和体积无关，因此静电执行器的微型化比电磁执行器、形状记忆合金执行器等于体积相关的微执行器易实现。
静电执行器常制作静电旋转电机、静电直线电机、静电微泵与微阀以及硅扭转镜等。
静电微执行器常采用梳状电极以增加作用面积和运动距离，如图2。
图2 静电梳状电极
2 静电驱动与其他驱动方式的区别
静电驱动与压电、压阻、电磁和记忆合金等驱动方式相比，静电驱动的驱动力不大，但由于静电驱动改变极板电压就可以来改变驱动力，即用电压控制。
静电驱动的能耗小，响应时间短，效率高，工艺兼容性好，可以用体硅和表面微机械加工，便于实现系统集成，是微机电执行器的发展趋势[3]。
3 静电驱动的应用
静电旋转电机以梳状电极平行运动为基础，通过时序控制在定子电机各齿面上的电压，使转子收到扭转力产生力矩，从而产生旋转运动。
旋转型静电电动机一般是以多晶硅材料制成，形状为扁平。
旋转型静电电动机可以分为三种:顶驱动型、侧驱动型以及摆动型。
顶驱动型旋转静电电动机的结构是定子在转子的上面，定子电极与转子电极之间形成电容，电容中电场变化产生一个相对轴承为切向的静电力,直接驱动电动机旋转。
如图3为静电旋转电机。
图3 静电旋转电机
静电电动机的运行原理有两种：一种是利用介电驰豫原理，另一种是利用电容可变原理。
1 介电驰豫原理
.利用介电驰豫原理的静电电动机一般被称为静电感应电动机或异步介电感应电动机。
其具体原理如下：如果将一个介电转子置于旋转电场中，那么就会在转子表面感应出电荷，由于介电驰豫，这些电荷滞后于旋转电场，这些感应电荷与旋转电场之间的偏移就产生了一个作用在转子上的转矩。
如果转子由多种介质构成，那么不同的介电驰豫过程就会被叠加,在不同的频率下起作用。
由于电动机运行时，转子的角速度小于旋转电场的角速度，因此这种电动机被称之为“异步”，电动机的转矩与效率都取决于转子角速度与旋转电场角速度的比。
感应型静电电动机有其自身的优势：第一,感应电动机靠介电驰豫来建立转子上的电荷分布，而不是靠转子的凸极结构，于是感应电动机的转子可以是光滑均匀的，甚至可以是液体。
所以从制造工艺上讲，感应电动机比电容可变电动机有优势。
第二，感应电动机是异步运行的，所以它可以不需要转子位置的反馈就可以获得较好的运行性能。
第三，在感应电动机某一特定的运行状态下可以提高轴承摩擦和磨损的特性。
但是由于介电感应电动机材料的电性能对电动机的运行有很大的影响，因此对于感应电动机而言，对材料导电性能的控制就成为设计和制作上的难点
2 电容可变原理
利用电容可变原理的静电电动机就是指利用带电极板之间基于静电能的能量变化趋势产生机械位移，这种作用力使两个电极趋于互相接近并达到一能量最小的稳定位置。
电动机的定子为静止电极，转子为移动电极，通过限制转子向定子方向移动的自由度，就可以使转子获得一个单一方向的位移。
电容可变型静电电动机的结构简单，由性能良好的绝缘体和导电体构成,它的激励只需要简单的开环电压脉冲就足够了。
电容可变型静电电动机也有着一些缺点：第一，为了使之能够运行,必须保证定转子间的电容可变,因此对于顶驱式和侧驱式电动机的转子就必须是凸极的结构,这样的结构做成平面化就需要复杂的工艺步骤。
第二，为了获得较大的电容变化以提高驱动转矩，就需要减小定转子之间的气隙，这就又增加了加工的难度。
第三，电容可变型静电电动机是同步式电动机,因此即使是最小的运行也需要转子位置的反馈,这可以说是一个很重要的缺点。
最后,转子易受到横向电场力的作用,从而导致了轴承摩擦和磨损。
4 静电驱动研究趋势
随着静电电动机的外形尺寸越做越小，摩擦问题成为制约静电电动机寿命与性能的最大因素(目前静电电动机的寿命一般是以小时为单位来计算)，同时摩擦力还直接影响着静电电
动机的效率。
对于超微型的静电电动机来，摩擦力主要是由于表面的相互作用力而不再是载荷压力，传统的宏观摩擦理论和研究方法已不再适用。
研究微观摩擦理论来获得在质量很小、压力很轻的条件下无摩擦、无磨损的边界条件对于解决以上问题是十分必要的[4]。
目前静电电动机的驱动力矩还是相对过小，这使它的应用范围受到限制。
要实现静电电动机长距离重负载的运动,需要采用新的制造材料和新型结构，同时也要研究静电电动机与被驱动对象之间的传动机构。
由于静电电动机外形尺寸比较小，特别是由于其结构多为扁平(径向直径大于轴向长度) ，所以对静电电动机需要进行三维场的分析,一般情况下是采用有限元法(FEM) 或边界元法(BEM) 。
通过三维静电场的计算，建立解析模型(也称集总参数模型)，结合电压激励方式的优化和外形尺寸的优化，以实现静电电动机设计的自动化。
5 结束语
本文主要介绍了静电执行器的基本概念和原理、静电驱动的分类、应用以及研究方向。
静电驱动常采用的梳状电极方式有助于提高执行器的综合性能。
参考文献
[1]刘恒等，静电梳齿执行器分辨率和稳定性分析[J].重庆大学传,感技术学报，2009.1,22（1）
[2]莫锦秋等，微机电系统设计与制造[M].北京，化学工业出版社，2004
[3]曹焱，微机械中静电梳齿结构的静动力学研究[D].西安电子科技大学，2006
[4]王欣利等，静电电动机及其发展研究现状[J].哈尔滨工业大学，哈尔滨工业大学学报，2009.1。