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。

音圈厚度

(1)影響音固電機(jī)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(dòng)子長(zhǎng)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(jì)隔磁環(huán)是非常必要的。影響音圈電機(jī)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(dòng)子長(zhǎng)度，其中影響較大的是磁鋼厚度和音圈厚度。

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

音圈電機(jī)的原理

基于此原理制造的音圈電機(jī)運(yùn)動(dòng)形式可以為直線或者圓弧，在國(guó)外，音圈電機(jī)被認(rèn)為是一種近乎完i美的伺服驅(qū)動(dòng)裝置。根據(jù)驅(qū)動(dòng)、反饋、控制器和控制算法等配置高低，音圈電機(jī)一般可以達(dá)到500-1000HZ的運(yùn)動(dòng)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(gè)納米這樣的精度要求?，F(xiàn)代磁盤驅(qū)動(dòng)器、光盤驅(qū)動(dòng)器以及一些高精度的定位系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)都采用音圈電機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)。

采用歐美技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和生產(chǎn)工藝，電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小、力特征穩(wěn)定、易于控制，能兼容多品牌運(yùn)動(dòng)器和驅(qū)動(dòng)器。同茂電機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)直線型音圈電機(jī)峰值推力可達(dá)到5000N，行程可達(dá)到300mm；

直線型音圈電機(jī)產(chǎn)生的力可超過(guò)3000N，行程可達(dá)175mm,擺動(dòng)型音圈電機(jī)產(chǎn)生的力矩大可達(dá)100Nm 擺動(dòng)角度大于90度。控制簡(jiǎn)單可靠，無(wú)需換向裝置，免維護(hù)，長(zhǎng)壽命，可以長(zhǎng)期連續(xù)工作。音圈電機(jī)的相應(yīng)頻率高，響應(yīng)時(shí)間大約為5ms，該種音圈電機(jī)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(yùn)動(dòng)（可達(dá)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(dá)10um,加速度可達(dá)300G

位置模式所謂 '位置模式', 是允許致動(dòng)軸, 沿著行程方向使用加速度值, 速度值及力量值移動(dòng)至目標(biāo)位置.  相對(duì)式的運(yùn)動(dòng)或教導(dǎo)式的運(yùn)動(dòng).速度模式所謂 '速度模式', 是允許致動(dòng)軸, 以所給的 速度值, 加速度值, 力量值及方向值來(lái)移動(dòng). 基本上, 它是使用在'軟性接觸'的程序中.