音圈電機（Voice Coil Actuator）是一種特殊形式的直接驅(qū)動電機，能將電能直接轉(zhuǎn)化成直線運動機械能而不需要任何中間轉(zhuǎn)換機構(gòu)的傳動裝置。具有高響應(yīng)、高速度、高加速度、結(jié)構(gòu)簡單、體積小、力特性好、控制方便等優(yōu)點。近年來，隨著音圈電機技術(shù)的迅速發(fā)展，音圈電機被廣泛用在精密定位系統(tǒng)和許多不同形式的高加速、高頻激勵、快速和高的精度定位運動系統(tǒng)中。與無鐵芯直線電機和有鐵芯直線電機相比它可以提供更好的高頻響應(yīng)特性，可做高速往復直線運動，特別適合高速的周期往復運動的應(yīng)用。音圈電機的控制簡單可靠，無需換向裝置，壽命長。(1)以最少的永磁體及導磁材料,設(shè)計具有高磁通密度的均勻氣隙磁場,提高工作效率,產(chǎn)生盡可能大的推力。

音圈電機的設(shè)計方法

音圈直線電機的設(shè)計通常有很大的彈性,且多由使用者自行設(shè)計和制造,以滿足各自的規(guī)格要求。一般來說應(yīng)遵循以下基本原則。 (1)以很少的永磁體及導磁材料,設(shè)計具有高磁通密度的均勻氣隙磁場,提高工作效率,產(chǎn)生盡可能大的推力。 (2)在滿足推力要求的前提下,盡量減小音圈直線電機的體積和運動部分的質(zhì)量,使之具有更高的加速度和快速響應(yīng)能力。音圈電機的工作原理磁學原理音圈電機的工作原理是依據(jù)安培力原理，即通電導體放在磁場中，就會產(chǎn)生力F，力的大小取決于磁場強弱B、電流以及磁場和電流的方向(見圖1)。

音圈電機速度與行程計算

速度:在需要恒定推力的場合,只需要較低的額定速度。對于點到點定位運動的場合額定速度必須大于平均速度,它們之間的關(guān)系和速度曲線的類型有關(guān)。電機運動的速度曲線如圖2所示。對梯形速度曲線,vmax=115vtrap,對三角形速度曲線,vmax=2vtri。式中,vmax為額定速度,vtrap、vtri分別為梯形和三角形速度曲線運行時的平均速度。同時由于可運動的支承，運動部件和環(huán)境的熱接觸很惡劣，動音圈產(chǎn)生的熱量會使運動部件的溫度升高，因而音圈中所允許的最1大電流較小，當載荷對熱特別敏感時，可以把載荷與磁體相連，即固定音圈結(jié)構(gòu)。

行程:反映電機的運動范圍,指電機從一端運行到另一端的總位移,或以運行距離的中點為基準的正負位移,一般從幾微米至上百毫米。

音圈電機的設(shè)計應(yīng)遵循以下幾個基本原則：

(1)在電機體積給定的情況下，應(yīng)盡可能增加氣隙磁密與線圈總長度的乘積，以提高單位電流1產(chǎn)生的磁推力。

(2)減小漏磁，降低磁路的飽和程度，從而減小電機的體積。

(3)合理設(shè)計電機定子和動子的軸向長度，以得到平滑的“力-位移”曲線。  電磁場計算

音圈電機的設(shè)計與分析應(yīng)以電磁場計算為基礎(chǔ)。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。

影響音圈電機性能的結(jié)構(gòu)參數(shù)主要包括磁鋼厚度、音圈厚度、外磁軛厚度、極間距離和定動子長度。