音圈電機的電磁場計算與分析

音圈電機是一種將電信號轉換成直線位移的直流伺服電機。以音圈電機為動力的直線定位系統具有整體結構簡單、驅動速度快、定位精度高等優(yōu)點，已廣泛應用于計算機磁盤驅動器、激光微調機、六自由度機器人手臂等高新技術設備中。

音圈電機的結構主要由定子和動子組成。其中定子包括外磁軛、環(huán)形磁鋼、隔磁環(huán)和內磁軛，動子由音圈繞組和繞組支架組成。

音圈電機的工作原理與電動式揚聲器類似，即在磁場中放入一環(huán)形繞組，繞組通電后產生電磁力，帶動負載作直線運動；改變電流的強弱和極性，即可改變電磁力的大小和方向。

音圈電機的設計應遵循以下幾個基本原則：

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

(2)減小漏磁，降低磁路的飽和程度，從而減小電機的體積。

 電磁場計算

音圈電機的設計與分析應以電磁場計算為基礎。

音圈厚度不但影響電機繞組的安匝數，同時影響氣隙磁密，兩者相互矛盾。而電機的出力與這兩項乘積成正比，因此存在優(yōu)厚度使電機出力大?？梢钥闯?，音圈厚度對電機出力的影響較為明顯，音圈厚度過大過或小都會使電機的出力降低。

直線型音圈電機產生的力可超過3000N，行程可達175mm,擺動型音圈電機產生的力矩大可達100Nm 擺動角度大于90度。它基于安培力原理，即通電線圈放在磁場中產生力，力的大小與施加在線圈上的電流成正比。音圈電機的相應頻率高，響應時間大約為5ms，該種音圈電機特別適合小行程高的精度和高的響應頻率的系統，可以做到高速振蕩往復運動（可達100Hz）其精度取決于反饋及控制系統采用合適的位置反饋其定位精度可達10um,加速度可達300G

位置模式所謂 '位置模式', 是允許致動軸, 沿著行程方向使用加速度值, 速度值及力量值移動至目標位置.  相對式的運動或教導式的運動.速度模式所謂 '速度模式', 是允許致動軸, 以所給的 速度值, 加速度值, 力量值及方向值來移動. 基本上, 它是使用在'軟性接觸'的程序中.