音圈電機的電磁場計算與分析

音圈電機是一種將電信號轉(zhuǎn)換成直線位移的直流伺服電機。以音圈電機為動力的直線定位系統(tǒng)具有整體結(jié)構(gòu)簡單、驅(qū)動速度快、定位精度高等優(yōu)點，已廣泛應(yīng)用于計算機磁盤驅(qū)動器、激光微調(diào)機、六自由度機器人手臂等高新技術(shù)設(shè)備中。

音圈電機的結(jié)構(gòu)主要由定子和動子組成。其中定子包括外磁軛、環(huán)形磁鋼、隔磁環(huán)和內(nèi)磁軛，動子由音圈繞組和繞組支架組成。

音圈電機的工作原理與電動式揚聲器類似，即在磁場中放入一環(huán)形繞組，繞組通電后產(chǎn)生電磁力，帶動負(fù)載作直線運動；改變電流的強弱和極性，即可改變電磁力的大小和方向。

直線電機的介紹與原理

直線電機是一種將電能直接轉(zhuǎn)換成直線運動機械能，而不需要任何中間轉(zhuǎn)換機構(gòu)的傳動裝置。音圈電機電機結(jié)構(gòu)簡單，體積小、力特征穩(wěn)定、易于控制，能兼容多品牌運動器和驅(qū)動器。它可以看成是一臺旋轉(zhuǎn)電機按徑向剖開，并展成平面而成。直線電機也稱線性電機，線性馬達(dá)，直線馬達(dá)，推桿馬達(dá)。經(jīng)常用的直線電機類型是平板式和U 型槽式，和管式。 線圈的典型組成是三相，有霍爾元件實現(xiàn)無刷換相。

音圈直線電機(Voice Coil Motor)因其結(jié)構(gòu)類似于喇叭的音圈而得名。直線電機的介紹與原理直線電機是一種將電能直接轉(zhuǎn)換成直線運動機械能，而不需要任何中間轉(zhuǎn)換機構(gòu)的傳動裝置。具有高頻響應(yīng)、高的精度的特點，適合用于短行程的閉環(huán)伺服應(yīng)用。由于它體積小，特別適合用在一些狹小的空間。它響應(yīng)速度快（毫秒級），本身重量小，因而可以達(dá)到很高的加速度，可以做高速振蕩往復(fù)運動（可達(dá)幾十赫茲）。

控制簡單可靠，無需換向裝置，免維護(hù)，長壽命，可以長期連續(xù)工作。對推力的精密控制使之可用于只能輕微碰觸的細(xì)微嬌嫩對象，如硅片、IC、生物體和容易變形損壞的物體等。我們的音圈電機可以進(jìn)行精密的位置、速度、加速度和推力控制，無背隙煩惱。位置精度級別可達(dá)0.1-5μm，加速度達(dá)20G。對推力的精密控制使之可用于只能輕微碰觸的細(xì)微嬌嫩對象，如硅片、IC、生物體和容易變形損壞的物體等。 此類電機適合于高速度、高加速度、短行程的高成本應(yīng)用。

直線型音圈電機產(chǎn)生的力可超過3000N，行程可達(dá)175mm,擺動型音圈電機產(chǎn)生的力矩大可達(dá)100Nm 擺動角度大于90度。通過通電線圈在磁場中受到作用力的原理，進(jìn)行移動，控制需要借助一些外部的部件，例如DriveIC，通過DriveIC來控制和輸出電流的大小和時間，由此來控制VoiceCoilActuator需要到達(dá)的位置。音圈電機的相應(yīng)頻率高，響應(yīng)時間大約為5ms，該種音圈電機特別適合小行程高的精度和高的響應(yīng)頻率的系統(tǒng)，可以做到高速振蕩往復(fù)運動（可達(dá)100Hz）其精度取決于反饋及控制系統(tǒng)采用合適的位置反饋其定位精度可達(dá)10um,加速度可達(dá)300G

位置模式所謂 '位置模式', 是允許致動軸, 沿著行程方向使用加速度值, 速度值及力量值移動至目標(biāo)位置.  相對式的運動或教導(dǎo)式的運動.速度模式所謂 '速度模式', 是允許致動軸, 以所給的 速度值, 加速度值, 力量值及方向值來移動. 基本上, 它是使用在'軟性接觸'的程序中.