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。 评价音圈电机的指标包括出力大小和“力一位移”曲线的平滑度。在音固电机设计中,需要合理确定各个尺寸和电磁参数,以得到理想的出力和“力一位移”曲线。(1)峰值推力:峰值推力FP为负载力FL、摩擦力FF以及使物体产生加速度的作用力FM的总和,即:FP=FL+FF+FM。
音圈电机的两个环形磁极之间存在着较大的漏磁。漏磁场将使外磁轭的磁通增加,饱和程度增加;给线圈施加电压则在线圈里产生电流,进而在线圈上产生与电流成比例的力,使线圈在气隙内沿轴向运动,通过线圈的电流方向决定其运动方向。为了减小极问漏磁,在极间设计一个隔磁环,从而降低外磁轭部分的饱和程度,减小磁轭的厚度。但是极间距离必须合理设计,否则会影响电机的总磁通,反而降低电机的出力。可以看出,极间距离对电机的出力也有较明显的影响。
定子和动子长度的选取主要影响电机“力-位移”曲线的平滑度。定子长度一定时,适当改变动子长度,可以使“力-位移”曲线更平滑,但是应以满足电机的行程要求为主,否则会造成电机体积的增加和成本的浪费。
电机原型
世界上早电机原型就是永磁电机,当时永磁材料性能不良,而被电磁式电机占了主流。铝镍钴永磁体问世使永磁电机开始发展,但其价格比较高,铝镍钴永磁电动机应用面并不广。自从廉价铁氧体出现才使永磁电动机应用量大幅度增加,应用面从玩具电机、音像电机、汽车微电机到工业用小功率驱动和伺服驱动等。据统计,500W以下直流电机中永磁电动机占92%以上,其中绝大多数是铁氧体永磁电动机。音圈电机的简介音圈电机,顾名思义,其原本的主要用途为推动音响喇叭,根据运动形式的不同,可分为旋转式与直线式。
三相电机与单相电机在原理上是相似的,都是通过在定子绕组中通入220V交流电,从而线圈产生磁场,根据左手定则,转子在磁场中受力转动。
但两者也有区别,单相电机由于只通入了一路的220V交流电,因此无法产生旋转的磁场,转子受力方向相同,要想使转子转起来,必须要采取一定的措施,如果电机中有两个线圈,可以在其中一个线圈中串入电容,使两个线圈产生的力矩在时间上岔开,这样电机就可以转起来。永磁电机是由永磁体建立励磁磁场,从而实现机电能量转换的装置,它与电励磁同步电机一样以同步速旋转,亦称永磁同步电机。
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