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音圈电机

一种特殊形式的直接驱动电机 .具有结构简单、体积小、高速、高加速、响应快等特性.其工作原理是,通电线圈(导体)放在磁场内就会产生力,力的大小与施加在线圈上的电流成比例.基于此原理制造的音圈电机运动形式可以为直线或者圆弧. 近年来,随着对高速、高的精度定位系统性能要求的提高和音圈电机技术的迅速发展,音圈电机不仅被广泛用在磁盘、激光唱片定位等精密定位系统,在许多不同形式的高加速、高频激励上也得到广泛应用.如,光学系统中透镜的定位;机械工具的多坐标定位平台;医学装置中精密电子管、真空管控制;在柔性机器人中,为使末端执行器快速、精1确定位,还可以用音圈电机来有效地抑制振动。音圈马达是一个简单的装置，将电流转化为机械力，所以其定位以及力的控制通过位置反馈装置以及控制器达成，其精度由控制器决定，与音圈马达本身毫无关系。

音圈电机的主要构成

音圈电机主要由永1久磁铁、铁心和线圈3部分组成。音圈电机的结构音圈电机的结构比较简单，但是设计方法有其特殊性，目前关于该电机设计计算的参考文献仍较少，仅有国外的产品介绍可供参考。动圈位于气隙磁场之中,当施加电压于线圈两端产生电流时,根据左手定律,通电导线在磁场中将受到电磁力的作用,随着电流强度及方向的变化,线圈做往复直线运动。结构形式 由于运动部件、弹性元件和线圈形状的差别,磁路形式 磁路设计就是要以很少的永i久磁铁和导磁材料来产生具有高磁通密度且分布均匀的磁场。

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音圈电机的设计方法

音圈直线电机的设计通常有很大的弹性,且多由使用者自行设计和制造,以满足各自的规格要求。一般来说应遵循以下基本原则。

(1)以很少的永磁体及导磁材料,设计具有高磁通密度的均匀气隙磁场,提高工作效率,产生尽可能大的推力。

(2)在满足推力要求的前提下,尽量减小音圈直线电机的体积和运动部分的质量,使之具有更高的加速度和快速响应能力。一个音圈直线电机应用系统要求性能良良好。音圈直线电机属于直线直流电机的一种,同样也有行程的限制,无法太长,具有良好的动态特性和直接驱动。音圈直线电机的结构非常简单,是从扬声器技术演化而来的磁场内一个可运动的线圈。如图1所示,主要由永1久磁铁、铁心和线圈3部分组成。动圈位于气隙磁场之中,当施加电压于线圈两端产生电流时,根据左手定律,通电导线在磁场中将受到电磁力的作用,随着电流强度及方向的变化,线圈做往复直线运动。短气隙型和长气隙型。如图3(a)所示长线圈短气隙结构可以充分利用磁密。由于只有一部分线圈处于工作气隙中,所以利用率低,电损耗大。而示短线圈长气隙结构线圈利用率高,电损耗小,由于线圈短、质量轻,在相同的电磁力作用下,其快速响应性能优于长线圈直线电机,而且短线圈电机的电感较小,有利于提高控制系统的动态稳定性。