音圈電機的原理

機械系統(tǒng)原理  音圈電機經(jīng)常作為一個由磁體和線圈組成的零部件出售。線圈與磁體之間的較小氣隙通常是(0. 254～0. 381) mm，根據(jù)需要此氣隙可以增大，只是需要確定引導系統(tǒng)允許的運動范圍，同時避免線圈與磁體間摩擦或碰撞。多數(shù)情況下，移動載荷與線圈相連，即動音圈結(jié)構(gòu)。 其優(yōu)點是固定的磁鐵系統(tǒng)可以比較大，因而可以得到較強的磁場；缺點是音圈輸電線處于運動狀態(tài)，容易出現(xiàn)斷路的問題。同時由于可運動的支承，運動部件和環(huán)境的熱接觸很惡劣，動音圈產(chǎn)生的熱量會使運動部件的溫度升高，因而音圈中所允許的較大電流較小，當載荷對熱特別敏感時，可以把載荷與磁體相連，即固定音圈結(jié)構(gòu)。擺動音圈電機擺動型音圈電機采用矩型系列產(chǎn)品的技術(shù)，將矩形系列產(chǎn)品予以彎曲，以形成一定的角度定位系統(tǒng)，滿足高性能的角度擺動。該結(jié)構(gòu)線圈的散熱不再是大問題，線圈允許的較大電流較大，但為了減小運動部分的質(zhì)量，采用了較小的磁鐵，因此磁場較弱。

音圈直線電機屬于直線

直流電機的一種,同樣也有行程的限制,無法太長,具有良好的動態(tài)特性和直接驅(qū)動。由它構(gòu)成的直線伺服系統(tǒng)能夠克服傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)電機加滾珠絲杠驅(qū)動方式的一些不足,具有結(jié)構(gòu)簡單、動態(tài)響應快、調(diào)速范圍寬、定位精度高等優(yōu)點。采用磁敏式位置傳感器的無刷直流電動機，其磁敏傳感器件（例如霍爾元件、磁敏二極管、磁敏詁極管、磁敏電阻器或?qū)Ｓ眉呻娐返龋┭b在定子組件上，用來檢測永磁體、轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的磁場變化。隨著設計水平與控制技術(shù)的不斷發(fā)展,音圈直線電機的應用范圍不斷擴展,目前在各類短行程的閉環(huán)伺服應用中廣受歡迎。

只要適當控制通過線圈的電流就可以控制其運動。

一般在設計或選型音圈直線電機時,需要重點考慮以下幾個參數(shù)。

(1)峰值推力:峰值推力FP為負載力FL、摩擦力FF以及使物體產(chǎn)生加速度的作用力FM的總和,即:FP=FL FF FM

永磁電機是由永磁體建立勵磁磁場，從而實現(xiàn)機電能量轉(zhuǎn)換的裝置，它與電勵磁同步電機一樣以同步速旋轉(zhuǎn)，亦稱永磁同步電機。永磁同步電機，特別是稀土永磁同步電機與電勵磁同步電機相比，具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕等特點，且永磁電機的尺寸和結(jié)構(gòu)形式靈活多樣，可以拓撲出很多種結(jié)構(gòu)形式。由于永磁電機取消了電勵磁系統(tǒng)，從而提高了電機效率，使得電機結(jié)構(gòu)簡化，運行可靠。(2)在滿足推力要求的前提下,盡量減小音圈直線電機的體積和運動部分的質(zhì)量,使之具有更高的加速度和快速響應能力。 永磁電機的發(fā)展是與永磁材料的發(fā)展密切相關(guān)的。

音圈電機是一種應用于硬盤、光驅(qū)等系統(tǒng)的特殊電動機，題7圖是某間圈電機的原理示意圖，它由一對正對的磁極和一個正方形剛性線圈構(gòu)成，線圈邊長為L，匝數(shù)為n，磁極正對區(qū)域內(nèi)的磁感應強度方向垂直于線圈平面豎起向下，大小為B， 區(qū)域外的磁場忽略不計。線圈左邊始終在磁場外，右邊始終在磁場內(nèi)，前后兩邊在磁場內(nèi)的長度始終相等。以直線感應電動機為例：當初級繞組通入交流電源時，便在氣隙中產(chǎn)生行波磁場，次級在行波磁場切割下，將感應出電動勢并產(chǎn)生電流，該電流與氣隙中的磁場相作用就產(chǎn)生電磁推力。某時刻線圈中電流從P流向Q，大小為I。