音圈電機(jī)的設(shè)計(jì)方法

音圈直線電機(jī)的設(shè)計(jì)通常有很大的彈性，且多由使用者自行設(shè)計(jì)和制造，以滿足各自的規(guī)格要求。一般來說應(yīng)遵循以下基本原則。

(1)以很少的永磁體及導(dǎo)磁材料，設(shè)計(jì)具有高磁通密度的均勻氣隙磁場，提高工作效率，產(chǎn)生盡可能大的推力。

(2)在滿足推力要求的前提下，出軸電機(jī)工廠，盡量減小音圈直線電機(jī)的體積和運(yùn)動部分的質(zhì)量，使之具有更高的加速度和快速響應(yīng)能力。一個(gè)音圈直線電機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)要求性能良良好。音圈直線電機(jī)的結(jié)構(gòu)非常簡單，是從揚(yáng)聲器技術(shù)演化而來的磁場內(nèi)一個(gè)可運(yùn)動的線圈。如圖1所示，出軸電機(jī)，主要由永1久磁鐵、鐵心和線圈3部分組成。動圈位于氣隙磁場之中，出軸電機(jī)單價(jià)，當(dāng)施加電壓于線圈兩端產(chǎn)生電流時(shí)，根據(jù)左手定律，通電導(dǎo)線在磁場中將受到電磁力的作用，隨著電流強(qiáng)度及方向的變化，線圈做往復(fù)直線運(yùn)動。短氣隙型和長氣隙型。如圖3(a)所示長線圈短氣隙結(jié)構(gòu)可以充分利用磁密。由于只有一部分線圈處于工作氣隙中，所以利用率低，電損耗大。而示短線圈長氣隙結(jié)構(gòu)線圈利用率高，電損耗小，由于線圈短、質(zhì)量輕，在相同的電磁力作用下，其快速響應(yīng)性能優(yōu)于長線圈直線電機(jī)，而且短線圈電機(jī)的電感較小，有利于提高控制系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定性。

音圈電機(jī)速度與行程計(jì)算

速度:在需要恒定推力的場合，只需要較低的額定速度。對于點(diǎn)到點(diǎn)定位運(yùn)動的場合額定速度必須大于平均速度，它們之間的關(guān)系和速度曲線的類型有關(guān)。電機(jī)運(yùn)動的速度曲線如圖2所示。對梯形速度曲線，vmax=115vtrap，對三角形速度曲線，vmax=2vtri。式中，vmax為額定速度，vtrap、vtri分別為梯形和三角形速度曲線運(yùn)行時(shí)的平均速度。

行程:反映電機(jī)的運(yùn)動范圍，指電機(jī)從一端運(yùn)行到另一端的總位移，或以運(yùn)行距離的中點(diǎn)為基準(zhǔn)的正負(fù)位移，一般從幾微米至上百毫米。

音圈電機(jī)的工作原理

力的方向是電流方向和磁場向量的函數(shù)，是二者的相互作用，如果磁場和導(dǎo)線長度為常量，則產(chǎn)生的力與輸入電流成比例，在簡單的音圈電機(jī)結(jié)構(gòu)形式中，直線音圈電機(jī)就是位于徑向電磁場內(nèi)的一個(gè)管狀線圈繞組，鐵磁圓筒內(nèi)部是由永i久磁鐵產(chǎn)生的磁場，這樣的布置可使貼在線圈上的磁體具有相同的極性，鐵磁材料的內(nèi)芯配置在線圈軸向中心線上，與永i久磁體的一端相連，用來形成磁回路。當(dāng)給線圈通電時(shí)，根據(jù)安培力原理，它受到磁場作用，在線圈和磁體之間產(chǎn)生沿軸線方向的力，通電線圈兩端電壓的極性決定力的方向。