音圈电机的电磁场计算与分析

音圈电机是一种将电信号转换成直线位移的直流伺服电机。以音圈电机为动力的直线***系统具有整体结构简单、驱动速度快、***精度高等优点，已广泛应用于计算机磁盘驱动器、激光微调机、六自由度机器人手臂等高新技术设备中。

音圈电机的结构主要由定子和动子组成。其中定子包括外磁轭、环形磁钢、隔磁环和内磁轭，动子由音圈绕组和绕组支架组成。

音圈电机的工作原理与电动式扬声器类似，即在磁场中放入一环形绕组，绕组通电后产生电磁力，带动负载作直线运动；改变电流的强弱和极性，即可改变电磁力的大小和方向。

音圈电机的设计应遵循以下几个基本原则：

(1)在电机体积给定的情况下，应尽可能增加气隙磁密与线圈总长度的乘积，以提高单位电liu产生的磁推力。

(2)减小漏磁，降低磁路的饱和程度，从而减小电机的体积。

 电磁场计算

音圈电机的设计与分析应以电磁场计算为基础。

音圈厚度不但影响电机绕组的安匝数，同时影响气隙磁密，两者相互矛盾。而电机的出力与这两项乘积成正比，因此存在优厚度使电机出力大。可以看出，音圈厚度对电机出力的影响较为明显，音圈厚度过大过或小都会使电机的出力降低。

音圈电机的原理

基于此原理制造的音圈电机运动形式可以为直线或者圆弧，在国外，音圈电机被认为是一种近乎完i美的伺服驱动装置。根据驱动、反馈、控制器和控制算法等配置高低，音圈电机一般可以达到500-1000HZ的运动频率，甚至更高。它基于安培力原理，即通电线圈放在磁场中产生力，力的大小与施加在线圈上的电流成正比。其控制位置精度也是可以根据各种配置，较高到几十个纳米这样的精度要求。

采用欧美技术标准和生产工艺，电机结构简单，体积小、力特征稳定、易于控制，能兼容多品牌运动器和驱动器。同茂电机的标准直线型音圈电机峰值推力可达到5000N，行程可达到300mm；

直线音圈电机

直线音圈电机(以下简称音圈电机)是一种将电信号转换成直线位移的直流伺服电机。它基于安培力原理，即通电线圈放在磁场中产生力，力的大小与施加在线圈上的电流成正比。音圈电机在理论上有无限分辨率、无滞后、高响应、高加速度、高速度、体积小且力特性好、控制方便等一系列优点，使它更适用于要求高加速度、高频激励、快速和高i精度***的控制系统中。异步电机更多的用于电动机，但是，经过增加简单的外围元件，也可作为发电机使用。现代磁盘驱动器、光盘驱动器以及一些高i精度的***系统执行机构都采用音圈电机来驱动。因此，对这类电机如何进行驱动，满足要求的精度和频响、特定的工作环境，是目前探索的热点课题。