音圈電機(jī)的工作原理

力的方向是電流方向和磁場(chǎng)向量的函數(shù)，是二者的相互作用，如果磁場(chǎng)和導(dǎo)線長(zhǎng)度為常量，則產(chǎn)生的力與輸入電流成比例，在簡(jiǎn)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(chǎng)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(chǎng)，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(lái)形成磁回路。根據(jù)驅(qū)動(dòng)、反饋、控制器和控制算法等配置高低，音圈電機(jī)一般可以達(dá)到500-1000Hz的運(yùn)動(dòng)頻率，甚至更高。當(dāng)給線圈通電時(shí)，根據(jù)安培力原理，它受到磁場(chǎng)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。

音圈電機(jī)的結(jié)構(gòu)形式

集中通量結(jié)構(gòu)形式  在運(yùn)動(dòng)控制中，有時(shí)需要的力比傳統(tǒng)移動(dòng)音圈電機(jī)所 能提供的力要大，傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式的音圈電機(jī)不能滿足要求。 為解決此問(wèn)題，需要提高音圈電機(jī)工作效率，為此應(yīng)合理 設(shè)計(jì)其結(jié)構(gòu)，盡量減少磁路漏磁。當(dāng)給線圈通電時(shí)，根據(jù)安培力原理，它受到磁場(chǎng)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。設(shè)計(jì)音圈電機(jī)時(shí)總是希 望磁鋼的磁力線盡可能多地通過(guò)氣隙，以提高氣隙磁密， 從而產(chǎn)生盡可能大的磁力。

音圈電機(jī)速度與行程計(jì)算

速度:在需要恒定推力的場(chǎng)合,只需要較低的額定速度。對(duì)于點(diǎn)到點(diǎn)定位運(yùn)動(dòng)的場(chǎng)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(dòng)的速度曲線如圖2所示。把電機(jī)分為發(fā)電機(jī)與電動(dòng)機(jī)并不很確切，只是有些電機(jī)主要作發(fā)電機(jī)運(yùn)行，有些電機(jī)主要作電動(dòng)機(jī)運(yùn)行。對(duì)梯形速度曲線,vmax=115vtrap,對(duì)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(dòng)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。矩形音圈電機(jī)與圓柱型音圈電機(jī)相比較，矩形音圈電機(jī)產(chǎn)生較小的推力，但其行程相對(duì)較長(zhǎng)。可根據(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。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。