音圈电机的原理

机械系统原理  音圈电机经常作为一个由磁体和线圈组成的零部件出售。线圈与磁体之间的较小气隙通常是(0. 254～0. 381) mm，根据需要此气隙可以增大，只是需要确定引导系统允许的运动范围，同时避免线圈与磁体间摩擦或碰撞。多数情况下，移动载荷与线圈相连，即动音圈结构。 其优点是固定的磁铁系统可以比较大，因而可以得到较强的磁场；缺点是音圈输电线处于运动状态，容易出现断路的问题。同时由于可运动的支承，运动部件和环境的热接触很恶劣，动音圈产生的热量会使运动部件的温度升高，因而音圈中所允许的较大电流较小，当载荷对热特别敏感时，可以把载荷与磁体相连，即固定音圈结构。该结构线圈的散热不再是大问题，线圈允许的较大电流较大，但为了减小运动部分的质量，采用了较小的磁铁，因此磁场较弱。典型旋转音圈电机是用轴/球轴承作为引导系统，这与传统电机是相同的。

音圈电机近年来的发展

近年来，随着我国科技的发展与进步，直线驱动技术以及其控制方法也在不断的改进。音圈电机是一种具有特殊结构的新型直接驱动电机，它具有体积小、结构简单、快速响应、高加速度等特性。由于对快的速速、高的精度***系统性能要求的提高和音圈电机技术的快速发展，音圈电机不但被广泛应用在激光唱片、磁盘***等精1确***系统中，在很多其他形式的高速度、高频激励中起到了广泛的应用。因为音圈马达是一种非换流型动力装置，其***精度完全取决于反馈及控制系统，与音圈马达本身无关。如，机械工具的多坐标***系统、光学系统中透镜的快速***、减小振动对隔振技术平台的影响、以及***领域精密电子管的控制等。

音圈电机速度与行程计算

速度:在需要恒定推力的场合,只需要较低的额定速度。对于点到点***运动的场合额定速度必须大于平均速度,它们之间的关系和速度曲线的类型有关。电机运动的速度曲线如图2所示。对梯形速度曲线,vmax=115vtrap,对三角形速度曲线,vmax=2vtri。其工作原理是,通电线圈(导体)放在磁场内就会产生力,力的大小与施加在线圈上的电流成比例。式中,vmax为额定速度,vtrap、vtri分别为梯形和三角形速度曲线运行时的平均速度。

行程:反映电机的运动范围,指电机从一端运行到另一端的总位移,或以运行距离的中点为基准的正负位移,一般从几微米至上百毫米。

音圈电机的材料选用

选择音圈电机材料需要考虑系统性能、工作环境、加工和成本等因素。线圈一般是用铜或铝线缠在非铁磁的绕线筒上，外部涂上一层聚合体薄膜来绝缘。铝线的传导率是铜线的一半，但重量是铜线的三分之一。可根据具体散热和使用情况进行选择。大部分永1久磁体材料是硬磁铁，钕铁硼和钴化钐。用来容纳线圈的磁体气隙必须足够大，也就是磁体必须在较低的载重线上工作，通常B/H=1. 0～2. 0。线圈左边始终在磁场外，右边始终在磁场内，前后两边在磁场内的长度始终相等。另外磁材料应当具有高抗磁力和相当好的退磁曲线，以提高磁路的工作效率。