音圈電機的電磁場計算與分析  

音圈電機是一種將電信號轉(zhuǎn)換成直線位移的直流伺服電機。以音圈電機為動力的直線定位系統(tǒng)具有整體結構簡單、驅(qū)動速度快、定位精度高等優(yōu)點，已廣泛應用于計算機磁盤驅(qū)動器、激光微調(diào)機、六自由度機器人手臂等高新技術設備中。  評價音圈電機的指標包括出力大小和“力一位移”曲線的平滑度。交叉存取磁電路音圈的突出優(yōu)點是線圈漏感較小，電時間延遲非常短。在音固電機設計中，需要合理確定各個尺寸和電磁參數(shù)，以得到理想的出力和“力一位移”曲線。

音圈電機的結構

音圈電機的結構比較簡單，但是設計方法有其特殊性，目前關于該電機設計計算的參考文獻仍較少，僅有國外的產(chǎn)品介紹可供參考。音圈電機的出力和“力一位移”曲線的計算應以電磁場計算為基礎。 音圈電機的結構主要由定子和動子組成。(2)為了減小漏磁并降低磁路的飽和程度，在磁極之間設計隔磁環(huán)是非常必要的。其中定子包括外磁軛、環(huán)形磁鋼、隔磁環(huán)和內(nèi)磁軛，動子由音圈繞組和繞組支架組成。

音圈電機的工作原理

在音圈電機的傳統(tǒng)結構中，有一個圓柱 狀線圈，圓柱中心桿與包圍在中心桿周圍的永1久磁體形成 的氣隙，在磁體和中心桿外部罩有一個軟鐵殼。線圈在氣 隙內(nèi)沿圓柱軸向運動。圖4為此傳統(tǒng)結構音圈電機的軸測 圖。  依據(jù)線圈行程，線圈的軸向長度可以超出磁鐵軸向長 度，即長音圈結構。在音固電機設計中，需要合理確定各個尺寸和電磁參數(shù)，以得到理想的出力和“力一位移”曲線。而有時根據(jù)行程，磁體又可以比線圈 長，即短音圈結構。長音圈結構中的音圈長度要大于工作。

音圈電機規(guī)格、樣式很多，無論是直線型或是擺動型，它們基本原理相同：通電的導體穿過磁場的時候，會產(chǎn)生一個垂直磁力線的力，這個力的大小取決于通過磁場的導體的長度、磁場強度及電流大小。音圈電機將實際的電流轉(zhuǎn)化為直線推力或扭力，它們的大小是同實際通過的電流的大小成比例。MF型是無彈簧的結構,雖然控制上比較困難,但是具有更大的行程和推力,效率更高。

磁場中，兩磁極集中于一點，磁場線是從一極直線穿過空氣好線圈指向另一極，然后從另一極以同樣的方式返回到這一極，是一條閉合線路。線圈起傳導電流的作用并使其切割磁力線，從而產(chǎn)生一個運動方向的力；由于音圈電機內(nèi)的磁場是一個軸對稱場，所以可采用二維有限元法進行計算。改變電流方向，從而改變運動方向。外殼一般采用合金鋼制作以便于加工和安裝固定；繞線基座由鋁、塑料等輕型無磁性的材料制成，它可以幫助線圈散熱。