音圈電機(jī)的工作原理

力的方向是電流方向和磁場(chǎng)向量的函數(shù)，是二者的相互作用，如果磁場(chǎng)和導(dǎo)線長度為常量，則產(chǎn)生的力與輸入電流成比例，在簡單的音圈電機(jī)結(jié)構(gòu)形式中，直線音圈電機(jī)就是位于徑向電磁場(chǎng)內(nèi)的一個(gè)管狀線圈繞組，鐵磁圓筒內(nèi)部是由永i久磁鐵產(chǎn)生的磁場(chǎng)，這樣的布置可使貼在線圈上的磁體具有相同的極性，鐵磁材料的內(nèi)芯配置在線圈軸向中心線上，與永i久磁體的一端相連，用來形成磁回路。優(yōu)選的引導(dǎo)方式是與硬化鋼軸相結(jié)合的直線軸承或軸襯，可以將軸/軸襯集成為一個(gè)整體部分，重要的是要保持引導(dǎo)系統(tǒng)的低摩擦，以不降低電機(jī)的平滑響應(yīng)特性。當(dāng)給線圈通電時(shí)，根據(jù)安培力原理，它受到磁場(chǎng)作用，在線圈和磁體之間產(chǎn)生沿軸線方向的力，通電線圈兩端電壓的極性決定力的方向。

音圈電機(jī)的結(jié)構(gòu)形式

由于運(yùn)動(dòng)部件、彈性元件和線圈形狀的差別,音圈直線電機(jī)的結(jié)構(gòu)形式可以分為:

(1)動(dòng)圈型和動(dòng)磁型。動(dòng)圈型的結(jié)構(gòu)磁鐵與導(dǎo)磁材料之間無相對(duì)位移,可以避免磁滯損失,容易獲得較強(qiáng)的磁場(chǎng),具有更好的快速響應(yīng)能力。圓柱音圈電機(jī)圓柱型音圈電機(jī)，由于它能提供大推力、高速度，所以應(yīng)用非常廣泛。缺點(diǎn)是線圈可能出現(xiàn)斷路,易受發(fā)熱問題的影響。動(dòng)磁型結(jié)構(gòu)線圈部分固定,不會(huì)有斷路問題,允許的電流更大。缺點(diǎn)是為了減小運(yùn)動(dòng)部分的質(zhì)量,采用較小的磁鐵則磁場(chǎng)較弱。

(2)MF型和MFK型。音圈電機(jī)是一種應(yīng)用于硬盤、光驅(qū)等系統(tǒng)的特殊電動(dòng)機(jī)，題7圖是某間圈電機(jī)的原理示意圖，它由一對(duì)正對(duì)的磁極和一個(gè)正方形剛性線圈構(gòu)成，線圈邊長為L，匝數(shù)為n，磁極正對(duì)區(qū)域內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直于線圈平面豎起向下，大小為B，區(qū)域外的磁場(chǎng)忽略不計(jì)。MF型是無彈簧的結(jié)構(gòu),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。而MFK型是有彈簧的結(jié)構(gòu)形式,由于彈簧的作用,限制了輸出的位移和推力,應(yīng) 用，自1966年美國IBM公司首1次試制的音圈電動(dòng)機(jī)及其磁頭臂和小車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),應(yīng)用于該公司生產(chǎn)的23l4型磁盤機(jī)上,音圈式直線電機(jī)開始進(jìn)入有效的應(yīng)用領(lǐng)域,并在運(yùn)行理論、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

音圈電機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域

近年來，隨著音圈電機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，音圈電機(jī)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(lì)、快速和高的精度定位運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中。與無鐵芯直線電機(jī)和有鐵芯直線電機(jī)相比它可以提供更好的高頻響應(yīng)特性，可做高速往復(fù)直 線運(yùn)動(dòng)，特別適合用于短行程的閉環(huán)伺服控制系統(tǒng)。音圈電機(jī)的控制簡單可靠，無需換向裝置，壽命長。假如上邊一個(gè)電磁鐵產(chǎn)生磁力把磁鐵n極吸到了上邊，然后剛好電磁鐵的正負(fù)極顛倒了，那么就產(chǎn)生斥力把n極推到下邊去。

主要應(yīng)用的領(lǐng)域：半導(dǎo)體、光學(xué)電子、汽車生產(chǎn)檢測(cè)、生物生 化檢測(cè)取樣、食品制藥、組裝包裝、自動(dòng)化測(cè)試、高速掃描，數(shù)碼影像系統(tǒng)，焊接、貼片、組裝、測(cè)試與檢測(cè)設(shè)備，光學(xué)元件的搬運(yùn)與檢測(cè)，各種直線或旋轉(zhuǎn) 應(yīng)用，精密而高速運(yùn)動(dòng)設(shè)備，特別是需要高速的周期往復(fù)運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用。ns與所接交流電的頻率(f)、電機(jī)的磁極對(duì)數(shù)(P)之間有嚴(yán)格的關(guān)系。