音圈電機的原理

其原理是:在均勻氣隙磁場中放入一圓筒狀繞組，繞組通電產(chǎn)生電磁力帶動負載作直線往復(fù)運動，改變電流的強弱和極性，就可改變電磁力的大小和方向。因此音圈電機運動形式可以為直線或者旋轉(zhuǎn)。其具有高響應(yīng)、高速度、高加速度、結(jié)構(gòu)簡單、體積小、力特性好、控制方便等優(yōu)點。而示短線圈長氣隙結(jié)構(gòu)線圈利用率高,電損耗小,由于線圈短、質(zhì)量輕,在相同的電磁力作用下,其快速響應(yīng)性能優(yōu)于長線圈直線電機,而且短線圈電機的電感較小,有利于提高控制系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定性。近年來，隨著音圈電機技術(shù)的迅速發(fā)展，音圈電機被廣泛用在精密定位系統(tǒng)和許多不同形式的高加速、高頻激勵、快速和高的精度定位運動系統(tǒng)中。與無鐵芯直線電機和有鐵芯直線電機相比它可以提供更好的高頻響應(yīng)特性，可做高速往復(fù)直線運動，特別適合用于短行程的閉環(huán)伺服控制系統(tǒng)。

音圈電機的結(jié)構(gòu)形式

由于運動部件、彈性元件和線圈形狀的差別,音圈直線電機的結(jié)構(gòu)形式可以分為:

(1)動圈型和動磁型。動圈型的結(jié)構(gòu)磁鐵與導(dǎo)磁材料之間無相對位移,可以避免磁滯損失,容易獲得較強的磁場,具有更好的快速響應(yīng)能力。缺點是線圈可能出現(xiàn)斷路,易受發(fā)熱問題的影響。音圈直線電機的結(jié)構(gòu)非常簡單,是從揚聲器技術(shù)演化而來的磁場內(nèi)一個可運動的線圈。動磁型結(jié)構(gòu)線圈部分固定,不會有斷路問題,允許的電流更大。缺點是為了減小運動部分的質(zhì)量,采用較小的磁鐵則磁場較弱。

(2)MF型和MFK型。MF型是無彈簧的結(jié)構(gòu),雖然控制上比較困難,但是具有更大的行程和推力,效率更高。公司主要經(jīng)營直線型、擺動型音圈電機，同時也可按客戶需求提供無刷永磁同步U型直線電機和平板直線電機。而MFK型是有彈簧的結(jié)構(gòu)形式,由于彈簧的作用,限制了輸出的位移和推力,應(yīng) 用，自1966年美國IBM公司首1次試制的音圈電動機及其磁頭臂和小車驅(qū)動系統(tǒng),應(yīng)用于該公司生產(chǎn)的23l4型磁盤機上,音圈式直線電機開始進入有效的應(yīng)用領(lǐng)域,并在運行理論、結(jié)構(gòu)設(shè)計。

數(shù)值計算是進行音圈電機設(shè)計的有效方法，可以準確地計算出電機的出力和特性。

(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。

電機蓋子上面可以裝上霍爾傳感器，用以測速。

　　位置傳感器有磁敏式、光電式和電磁式三種類型。

　　采用磁敏式位置傳感器的無刷直流電動機，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，用來檢測永磁體、轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的磁場變化。電動汽車多用的是霍爾元件。

采用光電式位置傳感器的無刷直流電動機，在定子組件上按一定位置配置了光電傳感器件，轉(zhuǎn)子上裝有遮光板，光源為發(fā)光二極管或小燈泡。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，由于遮光板的作用，定子上的光敏元器件將會按一定頻率間歇間生脈沖信號。