音圈電機的工作原理

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，在簡單的音圈電機結(jié)構(gòu)形式中，直線音圈電機就是位于徑向電磁場內(nèi)的一個管狀線圈繞組，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。根據(jù)驅(qū)動、反饋、控制器和控制算法等配置高低，音圈電機一般可以達到500-1000Hz的運動頻率，甚至更高。當給線圈通電時，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。

音圈電機的結(jié)構(gòu)形式

集中通量結(jié)構(gòu)形式  在運動控制中，有時需要的力比傳統(tǒng)移動音圈電機所 能提供的力要大，傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式的音圈電機不能滿足要求。 為解決此問題，需要提高音圈電機工作效率，為此應合理 設計其結(jié)構(gòu)，盡量減少磁路漏磁。當給線圈通電時，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。設計音圈電機時總是希 望磁鋼的磁力線盡可能多地通過氣隙，以提高氣隙磁密， 從而產(chǎn)生盡可能大的磁力。

音圈電機速度與行程計算

速度:在需要恒定推力的場合,只需要較低的額定速度。對于點到點定位運動的場合額定速度必須大于平均速度,它們之間的關系和速度曲線的類型有關。電機運動的速度曲線如圖2所示。把電機分為發(fā)電機與電動機并不很確切，只是有些電機主要作發(fā)電機運行，有些電機主要作電動機運行。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行時的平均速度。

行程:反映電機的運動范圍,指電機從一端運行到另一端的總位移,或以運行距離的中點為基準的正負位移,一般從幾微米至上百毫米。

音圈電機的材料選用

選擇音圈電機材料需要考慮系統(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絕緣。鋁線的傳導率是銅線的一半，但重量是銅線的三分之一。矩形音圈電機與圓柱型音圈電機相比較，矩形音圈電機產(chǎn)生較小的推力，但其行程相對較長?？筛鶕?jù)具體散熱和使用情況進行選擇。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。另外磁材料應當具有高抗磁力和相當好的退磁曲線，以提高磁路的工作效率。