




音圈电机(Voice Coil Actuator)是一种特殊形式的直接驱动电机,能将电能直接转化成直线运动机械能而不需要任何中间转换机构的传动装置。具有高响应、高速度、高加速度、结构简单、体积小、力特性好、控制方便等优点。近年来,随着音圈电机技术的迅速发展,音圈电机被广泛用在精密***系统和许多不同形式的高加速、高频激励、快速和高的精度***运动系统中。与无铁芯直线电机和有铁芯直线电机相比它可以提供更好的高频响应特性,可做高速往复直线运动,特别适合高速的周期往复运动的应用。音圈电机的控制简单可靠,无需换向装置,寿命长。由于永磁电机取消了电励磁系统,从而提高了电机效率,使得电机结构简化,运行可靠。
音圈电机是单相两极装置。给线圈施加电压则在线圈里产生电流,进而在线圈上产生与电流成比例的力,使线圈在气隙内沿轴向运动,通过线圈的电流方向决定其运动方向。当线圈在磁场内运动时,会在线圈内产生与线圈运动速度、磁场强度、和导线长度成比例的电压(即感应电动势)。驱动音圈电机的电源必须提供足够的电流满足输出力的需要,且要克服线圈在较大运动速度下产生的感应电动势,以及通过线圈的漏感压降。音圈电机是一种应用于硬盘、光驱等系统的特殊电动机,题7图是某间圈电机的原理示意图,它由一对正对的磁极和一个正方形刚性线圈构成,线圈边长为L,匝数为n,磁极正对区域内的磁感应强度方向垂直于线圈平面竖起向下,大小为B,区域外的磁场忽略不计。
音圈电机的结构形式
由于运动部件、弹性元件和线圈形状的差别,音圈直线电机的结构形式可以分为:
(1)动圈型和动磁型。动圈型的结构磁铁与导磁材料之间无相对位移,可以避免磁滞损失,容易获得较强的磁场,具有更好的快速响应能力。缺点是线圈可能出现断路,易受发热问题的影响。动磁型结构线圈部分固定,不会有断路问题,允许的电流更大。缺点是为了减小运动部分的质量,采用较小的磁铁则磁场较弱。当线圈在磁场内运动时,会在线圈内产生与线圈运动速度、磁场强度、和导线长度成比例的电压(即感应电动势)。
(2)MF型和MFK型。MF型是无弹簧的结构,虽然控制上比较困难,但是具有更大的行程和推力,效率更高。而MFK型是有弹簧的结构形式,由于弹簧的作用,限制了输出的位移和推力,应 用,自1966年美国IBM公司首1次试制的音圈电动机及其磁头臂和小车驱动系统,应用于该公司生产的23l4型磁盘机上,音圈式直线电机开始进入有效的应用领域,并在运行理论、结构设计。圆柱音圈电机矩形音圈电机扁平音圈电机摆动音圈电机摆动音圈电机也叫做振镜电机,光学镜头应用非常广泛。
音圈电机的电子学原理
音圈电机是单相两极装置。给线圈施加电压则在线圈里产生电流,进而在线圈上产生与电流成比例的力,使线圈在气隙内沿轴向运动,通过线圈的电流方向决定其运动方向。当线圈在磁场内运动时,会在线圈内产生与线圈运动速度、磁场强度、和导线长度成比例的电压(即感应电动势)。单相电机的转矩是脉动的,噪声也比较大,但所需的电源比较简单,特别是在家庭中使用十分方便。
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