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)具有整體結構簡單、驅動速度快、定位精度高等優(yōu)點，已廣泛應用于計算機磁盤驅動器、激光微調機、六自由度機器人手臂等高新技術設備中。

音圈電機的結構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。

直線音圈電機

直線音圈電機(以下簡稱音圈電機)是一種將電信號轉換成直線位移的直流伺服電機。它基于安培力原理，即通電線圈放在磁場中產(chǎn)生力，力的大小與施加在線圈上的電流成正比。以音圈電機為動力的直線定位系統(tǒng)具有整體結構簡單、驅動速度快、定位精度高等優(yōu)點，已廣泛應用于計算機磁盤驅動器、激光微調機、六自由度機器人手臂等高新技術設備中。音圈電機在理論上有無限分辨率、無滯后、高響應、高加速度、高速度、體積小且力特性好、控制方便等一系列優(yōu)點，使它更適用于要求高加速度、高頻激勵、快速和高i精度定位的控制系統(tǒng)中?，F(xiàn)代磁盤驅動器、光盤驅動器以及一些高i精度的定位系統(tǒng)執(zhí)行機構都采用音圈電機來驅動。因此，對這類電機如何進行驅動，滿足要求的精度和頻響、特定的工作環(huán)境，是目前探索的熱點課題。

音圈直線電機(Voice Coil Motor)因其結構類似于喇叭的音圈而得名。具有高頻響應、高的精度的特點，適合用于短行程的閉環(huán)伺服應用。對推力的精密控制使之可用于只能輕微碰觸的細微嬌嫩對象，如硅片、IC、生物體和容易變形損壞的物體等。由于它體積小，特別適合用在一些狹小的空間。它響應速度快（毫秒級），本身重量小，因而可以達到很高的加速度，可以做高速振蕩往復運動（可達幾十赫茲）。

控制簡單可靠，無需換向裝置，免維護，長壽命，可以長期連續(xù)工作。我們的音圈電機可以進行精密的位置、速度、加速度和推力控制，無背隙煩惱。它基于安培力原理，即通電線圈放在磁場中產(chǎn)生力，力的大小與施加在線圈上的電流成正比。位置精度級別可達0.1-5μm，加速度達20G。對推力的精密控制使之可用于只能輕微碰觸的細微嬌嫩對象，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、短行程的高成本應用。