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(zhuǎn)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(tǒng)具有整體結(jié)構(gòu)簡單、驅(qū)動速度快、定位精度高等優(yōu)點，已廣泛應(yīng)用于計算機磁盤驅(qū)動器、激光微調(diào)機、六自由度機器人手臂等高新技術(shù)設(shè)備中。

音圈電機的結(jié)構(gòu)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(nèi)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(chǎn)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。

音圈厚度

(1)影響音固電機的結(jié)構(gòu)參數(shù)包括磁鋼厚度、音圈厚度、外磁軛厚度、極間距離以及定子和動子長度，其中影響較大的是磁鋼厚度和音圈厚度。

(2)為了減小漏磁并降低磁路的飽和程度，在磁極之間設(shè)計隔磁環(huán)是非常必要的。影響音圈電機的結(jié)構(gòu)參數(shù)包括磁鋼厚度、音圈厚度、外磁軛厚度、極間距離以及定子和動子長度，其中影響較大的是磁鋼厚度和音圈厚度。

(3)底部磁極對應(yīng)的氣隙磁場略大于外部磁極對應(yīng)的磁場，這是由于電機內(nèi)磁路的不對稱而引起的；它將造成“力-位移”曲線左右兩段的不對稱。

音圈電機的原理

基于此原理制造的音圈電機運動形式可以為直線或者圓弧，在國外，音圈電機被認為是一種近乎完i美的伺服驅(qū)動裝置。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。其控制位置精度也是可以根據(jù)各種配置，較高到幾十個納米這樣的精度要求?，F(xiàn)代磁盤驅(qū)動器、光盤驅(qū)動器以及一些高精度的定位系統(tǒng)執(zhí)行機構(gòu)都采用音圈電機來驅(qū)動。

采用歐美技術(shù)標準和生產(chǎn)工藝，電機結(jié)構(gòu)簡單，體積小、力特征穩(wěn)定、易于控制，能兼容多品牌運動器和驅(qū)動器。同茂電機的標準直線型音圈電機峰值推力可達到5000N，行程可達到300mm；

直線型音圈電機產(chǎn)生的力可超過3000N，行程可達175mm,擺動型音圈電機產(chǎn)生的力矩大可達100Nm 擺動角度大于90度。控制簡單可靠，無需換向裝置，免維護，長壽命，可以長期連續(xù)工作。音圈電機的相應(yīng)頻率高，響應(yīng)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(yīng)頻率的系統(tǒng)，可以做到高速振蕩往復(fù)運動（可達100Hz）其精度取決于反饋及控制系統(tǒng)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(dǎo)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.