音圈马达工作原理:
无论是直线型或是摆动型,他们基本原理相同。通电的导体穿过磁场的时候,会产生一个垂直于磁场线的力,这个力的大小取决于通过场的导体的长度,磁场及电流的强度。而且如果初、次级间用气垫或磁垫保存间隙,运动时无机械接触,因而运动部分也就无摩擦和噪声。音圈马达产生的推力的大小取决于设计结构以及电流强度:F = β*L*I, 电流与产生的力的关系,在直线型音圈电机中体现为力敏感度Kf,在旋转型音圈马达中体现为扭力敏感度Kt。我们的设计中把Kf的单位定义为N/A,Kt的单位为N·M/A。音圈马达是一个简单的装置,将电流转化为机械力,所以其***以及力的控制通过位置反馈装置以及控制器达成,其精度由控制器决定,与音圈马达本身毫无关系。音圈驱动器(Voice Coil Actuator )主要组成的部件较为简单,线圈,弹簧 ,磁铁,以及一些固定结构。通过通电线圈在磁场中受到作用力的原理,进行移动,精准控制需要借助一些外部的部件,例如Drive IC,通过DriveIC来控制和输出电流的大小和时间,由此来控制Voice Coil Actuator需要到达的位置。在手机中,Drive IC所有的控制的信息也是sensor给出。这里说到的sensor也就是我们平时提到的Cmos或者是CCD。因此可以简单的理解Voice Coil Actuator 为一个只能接收电流信号的装置。
对直线电机控制技术的研究基本上可以分为三个方面:一是传统控制技术,二是现代控制技术,三是智能控制技术。传统的控制技术如PID反馈控制、解耦控制等在交流伺服系统中得到了广泛的应用。它的初次级可以直接成为机构的一部分,这种独特的结合使得这种优势进一步体现出来。其中PID控制蕴涵动态控制过程中的信息,具有较强的鲁棒性,是交流伺服电机驱动系统中基本的控制方式。为了提高控制效果,往往采用解耦控制和矢量控制技术。在对象模型确定、不变化且是线性的以及操作条件、运行环境是确定不变的条件下,采用传统控制技术是简单有效的。但是在高的精度微进给的高的性能场合,就必须考虑对象结构与参数的变化。各种非线性的影响,运行环境的改变及环境干扰等时变和不确定因数,才能得到满意的控制效果。因此,现代控制技术在直线伺服电机控制的研究中引起了很大的重视。常用控制方法有:自适应控制、滑模变结构控制、鲁棒控制及智能控制。主要是将模糊逻辑、***网络与PID、H∞控制等现有的成熟的控制方法相结合,取长补短,以获得更好的控制性能。
直线电机主要特点是:1、加速度大;2、推力特性平滑;3、行程可任意延长;4、静音;5、免维护等,配合光柵尺的应用也可达较高的精度。
其主要应用包括:
1.半导体生产制造设备,包括晶圆制造和 晶片封装设备等
2.平板显示器产业(FPD )精密测试设备、硬盘制造、连接器制造、印刷制板设备等
3.生命科学、设备、机器视觉检测设备、各种取放装置
4.电子元件表面贴装、PCB 检测设备等
5.物流设备装置等
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