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音圈電機(jī)的電磁場計算與分析
音圈電機(jī)是一種將電信號轉(zhuǎn)換成直線位移的直流伺服電機(jī)。以音圈電機(jī)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(diǎn),已廣泛應(yīng)用于計算機(jī)磁盤驅(qū)動器、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。 評價音圈電機(jī)的指標(biāo)包括出力大小和“力一位移”曲線的平滑度。在音固電機(jī)設(shè)計中,需要合理確定各個尺寸和電磁參數(shù),以得到理想的出力和“力一位移”曲線。最常見的是手機(jī)攝像頭中的自動對焦功能就是完全由整個驅(qū)動器來完成的。
音圈電機(jī)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(diǎn)到點(diǎn)定位運(yùn)動的場合額定速度必須大于平均速度,它們之間的關(guān)系和速度曲線的類型有關(guān)。電機(jī)運(yùn)動的速度曲線如圖2所示。對梯形速度曲線,vmax=115vtrap,對三角形速度曲線,vmax=2vtri。旋轉(zhuǎn)音圈電機(jī)提供的運(yùn)動非常光滑,成為需要快速響應(yīng)、有限角激勵應(yīng)用中的首1選裝置。式中,vmax為額定速度,vtrap、vtri分別為梯形和三角形速度曲線運(yùn)行時的平均速度。
行程:反映電機(jī)的運(yùn)動范圍,指電機(jī)從一端運(yùn)行到另一端的總位移,或以運(yùn)行距離的中點(diǎn)為基準(zhǔn)的正負(fù)位移,一般從幾微米至上百毫米。
音圈電機(jī)的兩個環(huán)形磁極之間存在著較大的漏磁。漏磁場將使外磁軛的磁通增加,飽和程度增加;為了減小極問漏磁,在極間設(shè)計一個隔磁環(huán),從而降低外磁軛部分的飽和程度,減小磁軛的厚度。但是極間距離必須合理設(shè)計,否則會影響電機(jī)的總磁通,反而降低電機(jī)的出力。可以看出,極間距離對電機(jī)的出力也有較明顯的影響。音圈電機(jī)的簡介音圈電機(jī),顧名思義,其原本的主要用途為推動音響喇叭,根據(jù)運(yùn)動形式的不同,可分為旋轉(zhuǎn)式與直線式。
定子和動子長度的選取主要影響電機(jī)“力-位移”曲線的平滑度。定子長度一定時,適當(dāng)改變動子長度,可以使“力-位移”曲線更平滑,但是應(yīng)以滿足電機(jī)的行程要求為主,否則會造成電機(jī)體積的增加和成本的浪費(fèi)。