音圈電機(jī)的原理

機(jī)械系統(tǒng)原理  音圈電機(jī)經(jīng)常作為一個(gè)由磁體和線圈組成的零部件出售。線圈與磁體之間的較小氣隙通常是(0. 254～0. 381) mm，根據(jù)需要此氣隙可以增大，只是需要確定引導(dǎo)系統(tǒng)允許的運(yùn)動(dòng)范圍，同時(shí)避免線圈與磁體間摩擦或碰撞。多數(shù)情況下，移動(dòng)載荷與線圈相連，即動(dòng)音圈結(jié)構(gòu)。 其優(yōu)點(diǎn)是固定的磁鐵系統(tǒng)可以比較大，因而可以得到較強(qiáng)的磁場(chǎng)；缺點(diǎn)是音圈輸電線處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，容易出現(xiàn)斷路的問題。同時(shí)由于可運(yùn)動(dòng)的支承，運(yùn)動(dòng)部件和環(huán)境的熱接觸很惡劣，動(dòng)音圈產(chǎn)生的熱量會(huì)使運(yùn)動(dòng)部件的溫度升高，因而音圈中所允許的較大電流較小，當(dāng)載荷對(duì)熱特別敏感時(shí)，可以把載荷與磁體相連，即固定音圈結(jié)構(gòu)。擺動(dòng)音圈電機(jī)擺動(dòng)型音圈電機(jī)采用矩型系列產(chǎn)品的技術(shù)，將矩形系列產(chǎn)品予以彎曲，以形成一定的角度定位系統(tǒng)，滿足高性能的角度擺動(dòng)。該結(jié)構(gòu)線圈的散熱不再是大問題，線圈允許的較大電流較大，但為了減小運(yùn)動(dòng)部分的質(zhì)量，采用了較小的磁鐵，因此磁場(chǎng)較弱。

音圈直線電機(jī)屬于直線

直流電機(jī)的一種,同樣也有行程的限制,無(wú)法太長(zhǎng),具有良好的動(dòng)態(tài)特性和直接驅(qū)動(dòng)。由它構(gòu)成的直線伺服系統(tǒng)能夠克服傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)加滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)方式的一些不足,具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、調(diào)速范圍寬、定位精度高等優(yōu)點(diǎn)。采用磁敏式位置傳感器的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)，其磁敏傳感器件（例如霍爾元件、磁敏二極管、磁敏詁極管、磁敏電阻器或?qū)Ｓ眉呻娐返龋┭b在定子組件上，用來(lái)檢測(cè)永磁體、轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的磁場(chǎng)變化。隨著設(shè)計(jì)水平與控制技術(shù)的不斷發(fā)展,音圈直線電機(jī)的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)展,目前在各類短行程的閉環(huán)伺服應(yīng)用中廣受歡迎。

只要適當(dāng)控制通過線圈的電流就可以控制其運(yùn)動(dòng)。

一般在設(shè)計(jì)或選型音圈直線電機(jī)時(shí),需要重點(diǎn)考慮以下幾個(gè)參數(shù)。

(1)峰值推力:峰值推力FP為負(fù)載力FL、摩擦力FF以及使物體產(chǎn)生加速度的作用力FM的總和,即:FP=FL FF FM

永磁電機(jī)是由永磁體建立勵(lì)磁磁場(chǎng)，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的裝置，它與電勵(lì)磁同步電機(jī)一樣以同步速旋轉(zhuǎn)，亦稱永磁同步電機(jī)。永磁同步電機(jī)，特別是稀土永磁同步電機(jī)與電勵(lì)磁同步電機(jī)相比，具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕等特點(diǎn)，且永磁電機(jī)的尺寸和結(jié)構(gòu)形式靈活多樣，可以拓?fù)涑龊芏喾N結(jié)構(gòu)形式。由于永磁電機(jī)取消了電勵(lì)磁系統(tǒng)，從而提高了電機(jī)效率，使得電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，運(yùn)行可靠。(2)在滿足推力要求的前提下,盡量減小音圈直線電機(jī)的體積和運(yùn)動(dòng)部分的質(zhì)量,使之具有更高的加速度和快速響應(yīng)能力。 永磁電機(jī)的發(fā)展是與永磁材料的發(fā)展密切相關(guān)的。

音圈電機(jī)是一種應(yīng)用于硬盤、光驅(qū)等系統(tǒng)的特殊電動(dòng)機(jī)，題7圖是某間圈電機(jī)的原理示意圖，它由一對(duì)正對(duì)的磁極和一個(gè)正方形剛性線圈構(gòu)成，線圈邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，匝數(shù)為n，磁極正對(duì)區(qū)域內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直于線圈平面豎起向下，大小為B， 區(qū)域外的磁場(chǎng)忽略不計(jì)。線圈左邊始終在磁場(chǎng)外，右邊始終在磁場(chǎng)內(nèi)，前后兩邊在磁場(chǎng)內(nèi)的長(zhǎng)度始終相等。以直線感應(yīng)電動(dòng)機(jī)為例：當(dāng)初級(jí)繞組通入交流電源時(shí)，便在氣隙中產(chǎn)生行波磁場(chǎng)，次級(jí)在行波磁場(chǎng)切割下，將感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)并產(chǎn)生電流，該電流與氣隙中的磁場(chǎng)相作用就產(chǎn)生電磁推力。某時(shí)刻線圈中電流從P流向Q，大小為I。