音圈電機(jī)的工作原理

在音圈電機(jī)的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，有一個(gè)圓柱 狀線圈，圓柱中心桿與包圍在中心桿周?chē)挠?久磁體形成 的氣隙，在磁體和中心桿外部罩有一個(gè)軟鐵殼。線圈在氣 隙內(nèi)沿圓柱軸向運(yùn)動(dòng)。圖4為此傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)音圈電機(jī)的軸測(cè) 圖。  依據(jù)線圈行程，線圈的軸向長(zhǎng)度可以超出磁鐵軸向長(zhǎng) 度，即長(zhǎng)音圈結(jié)構(gòu)。而有時(shí)根據(jù)行程，磁體又可以比線圈 長(zhǎng)，即短音圈結(jié)構(gòu)。長(zhǎng)音圈結(jié)構(gòu)中的音圈長(zhǎng)度要大于工作。影響音圈電機(jī)性能的結(jié)構(gòu)參數(shù)主要包括磁鋼厚度、音圈厚度、外磁軛厚度、極間距離和定動(dòng)子長(zhǎng)度。

 

音圈電機(jī)的構(gòu)成

由它構(gòu)成的直線伺服系統(tǒng)能夠克服傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)加滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)方式的一些不足,具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、調(diào)速范圍寬、定位精度高等優(yōu)點(diǎn)。隨著設(shè)計(jì)水平與控制技術(shù)的不斷發(fā)展,音圈直線電機(jī)的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)展,目前在各類(lèi)短行程的閉環(huán)伺服應(yīng)用中廣受歡迎。音圈直線電機(jī)的結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單,是從揚(yáng)聲器技術(shù)演化而來(lái)的磁場(chǎng)內(nèi)一個(gè)可運(yùn)動(dòng)的線圈。定子長(zhǎng)度一定時(shí)，適當(dāng)改變動(dòng)子長(zhǎng)度，可以使“力-位移”曲線更平滑，但是應(yīng)以滿足電機(jī)的行程要求為主，否則會(huì)造成電機(jī)體積的增加和成本的浪費(fèi)。

音圈電機(jī)的材料選用

選擇音圈電機(jī)材料需要考慮系統(tǒng)性能、工作環(huán)境、加工和成本等因素。線圈一般是用銅或鋁線纏在非鐵磁的繞線筒上，外部涂上一層聚合體薄膜來(lái)絕緣。鋁線的傳導(dǎo)率是銅線的一半，但重量是銅線的三分之一?？筛鶕?jù)具體散熱和使用情況進(jìn)行選擇。大部分永1久磁體材料是硬磁鐵，釹鐵硼和鈷化釤。用來(lái)容納線圈的磁體氣隙必須足夠大，也就是磁體必須在較低的載重線上工作，通常B/H=1. 0～2. 0。交叉存取磁電路音圈的突出優(yōu)點(diǎn)是線圈漏感較小，電時(shí)間延遲非常短。另外磁材料應(yīng)當(dāng)具有高抗磁力和相當(dāng)好的退磁曲線，以提高磁路的工作效率。

所謂音圈直線電機(jī)(Voice Coil Motor)因其結(jié)構(gòu)類(lèi)似于喇叭的音圈而得名。具有高頻響、高i精度的特點(diǎn)。SUPT主要把此類(lèi)電機(jī)分為圓柱型音圈電機(jī)和擺動(dòng)型音圈電機(jī)。

一般電動(dòng)機(jī)工作時(shí)都是轉(zhuǎn)動(dòng)的．但是用旋轉(zhuǎn)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)的交通工具（比如電動(dòng)機(jī)車(chē)和城市中的電車(chē)等）需要做直線運(yùn)動(dòng)，用旋轉(zhuǎn)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)器的一些部件也要做直線運(yùn)動(dòng)．這就需要增加把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)的一套裝置．能不能直接運(yùn)用直線運(yùn)動(dòng)的電機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)，從而省去這套裝呢？音圈電機(jī)近年來(lái)的發(fā)展近年來(lái)，隨著我國(guó)科技的發(fā)展與進(jìn)步，直線驅(qū)動(dòng)技術(shù)以及其控制方法也在不斷的改進(jìn)。幾十年前人們就提出了這個(gè)問(wèn)題．現(xiàn)在已制成了直線運(yùn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)，即直線電機(jī)． 工作原理.

直線電機(jī)是一種將電能直接轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)機(jī)械能，而不需要任何中間轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)裝置。它可以看成是一臺(tái)旋轉(zhuǎn)電機(jī)按徑向剖開(kāi)，并展成平面而成.

由定子演變而來(lái)的一側(cè)稱為初級(jí)，由轉(zhuǎn)子演變而來(lái)的一側(cè)稱為次級(jí)。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，將初級(jí)和次級(jí)制造成不同的長(zhǎng)度，以保證在所需行程范圍內(nèi)初級(jí)與次級(jí)之間的耦合保持不變。直線電機(jī)可以是短初級(jí)長(zhǎng)次級(jí)，也可以是長(zhǎng)初級(jí)短次級(jí)?？紤]到制造成本、運(yùn)行費(fèi)用，目前一般均采用短初級(jí)長(zhǎng)次級(jí)。自從廉價(jià)鐵氧體出現(xiàn)才使永磁電動(dòng)機(jī)應(yīng)用量大幅度增加，應(yīng)用面從玩具電機(jī)、音像電機(jī)、汽車(chē)微電機(jī)到工業(yè)用小功率驅(qū)動(dòng)和伺服驅(qū)動(dòng)等。