音圈電機——馬達

在手機攝像頭中，這個移動標尺的功能由VCM馬達承擔。

一、VCM是什么 VCM（Voice Coil Motor），電子學(xué)里面的音圈電機，是馬達的一種。因為原理和揚聲器類似，所以叫音圈電機，具有高的頻響、高的精度的特點。

其主要原理是在一個永1久磁場內(nèi)，通過改變馬達內(nèi)線圈的直流電流大小，來控制拉伸位置，從而帶動上下運動。

手機攝像頭廣泛的使用VCM實現(xiàn)自動對焦功能，通過VCM可以調(diào)節(jié)鏡頭的位置，呈現(xiàn)清晰的圖像。

音圈電機的設(shè)計應(yīng)遵循以下幾個基本原則：

(1)在電機體積給定的情況下，應(yīng)盡可能增加氣隙磁密與線圈總長度的乘積，以提高單位電流1產(chǎn)生的磁推力。

(2)減小漏磁，降低磁路的飽和程度，從而減小電機的體積。

(3)合理設(shè)計電機定子和動子的軸向長度，以得到平滑的“力-位移”曲線。  電磁場計算

音圈電機的設(shè)計與分析應(yīng)以電磁場計算為基礎(chǔ)。由于音圈電機內(nèi)的磁場是一個軸對稱場，所以可采用二維有限元法進行計算。

影響音圈電機性能的結(jié)構(gòu)參數(shù)主要包括磁鋼厚度、音圈厚度、外磁軛厚度、極間距離和定動子長度。

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。定子長度一定時，適當改變動子長度，可以使“力-位移”曲線更平滑，但是應(yīng)以滿足電機的行程要求為主，否則會造成電機體積的增加和成本的浪費。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。 永磁電機的發(fā)展是與永磁材料的發(fā)展密切相關(guān)的。

電機原型

世界上早電機原型就是永磁電機，當時永磁材料性能不良，而被電磁式電機占了主流。音圈電機的工作原理在音圈電機的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，有一個圓柱狀線圈，圓柱中心桿與包圍在中心桿周圍的永1久磁體形成的氣隙，在磁體和中心桿外部罩有一個軟鐵殼。鋁鎳鈷永磁體問世使永磁電機開始發(fā)展，但其價格比較高，鋁鎳鈷永磁電動機應(yīng)用面并不廣。自從廉價鐵氧體出現(xiàn)才使永磁電動機應(yīng)用量大幅度增加，應(yīng)用面從玩具電機、音像電機、汽車微電機到工業(yè)用小功率驅(qū)動和伺服驅(qū)動等。據(jù)統(tǒng)計，500W以下直流電機中永磁電動機占92％以上，其中絕大多數(shù)是鐵氧體永磁電動機。