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音圈馬達工作原理:
無論是直線型或是擺動型,他們基本原理相同。通電的導體穿過磁場的時候,會產(chǎn)生一個垂直于磁場線的力,這個力的大小取決于通過場的導體的長度,磁場及電流的強度。音圈馬達產(chǎn)生的推力的大小取決于設計結構以及電流強度:F = β*L*I, 電流與產(chǎn)生的力的關系,在直線型音圈電機中體現(xiàn)為力敏感度Kf,在旋轉(zhuǎn)型音圈馬達中體現(xiàn)為扭力敏感度Kt。矩型音圈電機可單獨使用,對產(chǎn)生X-Y軸運動是很理想的產(chǎn)品,而其市場主要指向半導體和微機床工業(yè)領域。我們的設計中把Kf的單位定義為N/A,Kt的單位為N·M/A。音圈馬達是一個簡單的裝置,將電流轉(zhuǎn)化為機械力,所以其定位以及力的控制通過位置反饋裝置以及控制器達成,其精度由控制器決定,與音圈馬達本身毫無關系。音圈驅(qū)動器(Voice Coil Actuator )主要組成的部件較為簡單,線圈,彈簧 ,磁鐵,以及一些固定結構。通過通電線圈在磁場中受到作用力的原理,進行移動,精準控制需要借助一些外部的部件,例如Drive IC,通過DriveIC來控制和輸出電流的大小和時間,由此來控制Voice Coil Actuator需要到達的位置。在手機中,Drive IC所有的控制的信息也是sensor給出。這里說到的sensor也就是我們平時提到的Cmos或者是CCD。因此可以簡單的理解Voice Coil Actuator 為一個只能接收電流信號的裝置。
有鐵芯直線電機由一個移動的線圈組和一個固定的定子磁道組成,模塊長度的定子組通過兩端相接,形成所需的行程長度,通過對接,行程達到無限制延長。
電機動子由3相有鐵芯線圈組成,線圈和鐵芯被封裝在導熱環(huán)氧樹脂內(nèi),通過導軌和連接機構,將動子固定在定子磁道上以產(chǎn)生驅(qū)動力,通過連接機構,同樣可使兩個或兩個以上的線圈安裝到一起同時產(chǎn)生驅(qū)動力,。音圈驅(qū)動器(VoiceCoilActuator)主要組成的部件較為簡單,線圈,彈簧,磁鐵,以及一些固定結構。此外,多個動子可以使用同一磁道,這將使多個獨立的直線運動成為可能。
有鐵芯直線電機特點:
a 連續(xù)、峰值推力大
b 紋波1推力小
c 內(nèi)置水冷和過熱保護
d 模塊化設計,行程可任意延長
有鐵芯直線電機運用 a 適用于重載精密控制系統(tǒng)
b 數(shù)控機床,如加工中心、數(shù)控磨床、數(shù)控沖床、車床等
c 數(shù)控電火花機床,數(shù)控電火花切削機床等
d 印刷制版設備。
直線電ji定位精度可達0.1μm?!靶D(zhuǎn)伺服電機 滾珠絲杠”較高達到2~5μm,且要求CNC-伺服電機-無隙連軸器-止推軸承-冷卻系統(tǒng)-高i精度滾動導軌-螺母座-工作臺閉環(huán)整個系統(tǒng)的傳動部分要輕量化,光柵精度要高。
若想達到較高平穩(wěn)性,“旋轉(zhuǎn)伺服電機 滾珠絲杠”要采取雙軸驅(qū)動,直線電機是高發(fā)熱部件,需采取強冷措施,要達到相同目的,直線電機則要付出更大的代價。二是定位精度高,在需要直線運動的地方,直線電機可以實現(xiàn)直接傳動,因而可以消除中間環(huán)節(jié)所帶來的各種定位誤差,故定位精度高,如采用微機控制,則還可以大大地提高整個系統(tǒng)的定位精度。壽命方面直線電機因運動部件和固定部件間有安裝間隙,無接觸,不會因動子的高速往復運動而磨損,長間使用對運動定位精度無變化,適合高i精度的場合。而滾珠絲杠則不適合,滾珠絲杠則無法在高速往復運動中保證精度,因高速摩擦,會造成絲杠螺母的磨損,影響運動的精度要求。
直線電機在進給系統(tǒng)中,采用直線電動機直接驅(qū)動與原旋轉(zhuǎn)電機傳動的較大區(qū)別是取消了從電機到工作臺(拖板)之間的機械傳動環(huán)節(jié),把進給傳動鏈的長度縮短為零,因而這種傳動方式又被稱為'零傳動'。管型直線電機不需要經(jīng)過中間轉(zhuǎn)換機構而直接產(chǎn)生直線運動,使結構大大簡化,運動慣量減少,動態(tài)響應性能和定位精度大大提高。正是由于這種'零傳動'方式,帶來了原旋轉(zhuǎn)電機驅(qū)動方式無法達到的性能指標和優(yōu)點。目前市場上的直線電機主要分有鐵芯、無鐵芯和無槽直線電機。
其主要特點是:
高響應,效率,低噪音,免維護,推力特性平滑,行程可任意延長
加速度大,速度快,加減速過程短,配合光柵尺的應用,也可達較高的精度。