音圈電機(jī)的電磁場(chǎng)計(jì)算與分析

音圈電機(jī)是一種將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成直線位移的直流伺服電機(jī)。以音圈電機(jī)為動(dòng)力的直線定位系統(tǒng)具有整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、驅(qū)動(dòng)速度快、定位精度高等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)磁盤驅(qū)動(dòng)器、激光微調(diào)機(jī)、六自由度機(jī)器人手臂等高新技術(shù)設(shè)備中。

音圈電機(jī)的結(jié)構(gòu)主要由定子和動(dòng)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(dòng)子由音圈繞組和繞組支架組成。

音圈電機(jī)的工作原理與電動(dòng)式揚(yáng)聲器類似，即在磁場(chǎng)中放入一環(huán)形繞組，繞組通電后產(chǎn)生電磁力，帶動(dòng)負(fù)載作直線運(yùn)動(dòng)；改變電流的強(qiáng)弱和極性，即可改變電磁力的大小和方向。

直線音圈電機(jī)

直線音圈電機(jī)(以下簡(jiǎn)稱音圈電機(jī))是一種將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成直線位移的直流伺服電機(jī)。它基于安培力原理，即通電線圈放在磁場(chǎng)中產(chǎn)生力，力的大小與施加在線圈上的電流成正比。以音圈電機(jī)為動(dòng)力的直線定位系統(tǒng)具有整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、驅(qū)動(dòng)速度快、定位精度高等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)磁盤驅(qū)動(dòng)器、激光微調(diào)機(jī)、六自由度機(jī)器人手臂等高新技術(shù)設(shè)備中。音圈電機(jī)在理論上有無限分辨率、無滯后、高響應(yīng)、高加速度、高速度、體積小且力特性好、控制方便等一系列優(yōu)點(diǎn)，使它更適用于要求高加速度、高頻激勵(lì)、快速和高i精度定位的控制系統(tǒng)中?，F(xiàn)代磁盤驅(qū)動(dòng)器、光盤驅(qū)動(dòng)器以及一些高i精度的定位系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)都采用音圈電機(jī)來驅(qū)動(dòng)。因此，對(duì)這類電機(jī)如何進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，滿足要求的精度和頻響、特定的工作環(huán)境，是目前探索的熱點(diǎn)課題。

音圈直線電機(jī)(Voice Coil Motor)因其結(jié)構(gòu)類似于喇叭的音圈而得名。具有高頻響應(yīng)、高的精度的特點(diǎn)，適合用于短行程的閉環(huán)伺服應(yīng)用。對(duì)推力的精密控制使之可用于只能輕微碰觸的細(xì)微嬌嫩對(duì)象，如硅片、IC、生物體和容易變形損壞的物體等。由于它體積小，特別適合用在一些狹小的空間。它響應(yīng)速度快（毫秒級(jí)），本身重量小，因而可以達(dá)到很高的加速度，可以做高速振蕩往復(fù)運(yùn)動(dòng)（可達(dá)幾十赫茲）。

控制簡(jiǎn)單可靠，無需換向裝置，免維護(hù)，長(zhǎng)壽命，可以長(zhǎng)期連續(xù)工作。我們的音圈電機(jī)可以進(jìn)行精密的位置、速度、加速度和推力控制，無背隙煩惱。它基于安培力原理，即通電線圈放在磁場(chǎng)中產(chǎn)生力，力的大小與施加在線圈上的電流成正比。位置精度級(jí)別可達(dá)0.1-5μm，加速度達(dá)20G。對(duì)推力的精密控制使之可用于只能輕微碰觸的細(xì)微嬌嫩對(duì)象，如硅片、IC、生物體和容易變形損壞的物體等。 此類電機(jī)適合于高速度、高加速度、短行程的高成本應(yīng)用。