音圈電機的設(shè)計方法

音圈直線電機的設(shè)計通常有很大的彈性,且多由使用者自行設(shè)計和制造,以滿足各自的規(guī)格要求。一般來說應(yīng)遵循以下基本原則。

(1)以很少的永磁體及導磁材料,設(shè)計具有高磁通密度的均勻氣隙磁場,提高工作效率,產(chǎn)生盡可能大的推力。

(2)在滿足推力要求的前提下,盡量減小音圈直線電機的體積和運動部分的質(zhì)量,使之具有更高的加速度和快速響應(yīng)能力。一個音圈直線電機應(yīng)用系統(tǒng)要求性能良良好。音圈直線電機的結(jié)構(gòu)非常簡單,是從揚聲器技術(shù)演化而來的磁場內(nèi)一個可運動的線圈。如圖1所示,主要由永1久磁鐵、鐵心和線圈3部分組成。動圈位于氣隙磁場之中,當施加電壓于線圈兩端產(chǎn)生電流時,根據(jù)左手定律,通電導線在磁場中將受到電磁力的作用,隨著電流強度及方向的變化,線圈做往復(fù)直線運動。短氣隙型和長氣隙型。如圖3(a)所示長線圈短氣隙結(jié)構(gòu)可以充分利用磁密。由于只有一部分線圈處于工作氣隙中,所以利用率低,電損耗大。根據(jù)驅(qū)動、反饋、控制器和控制算法等配置高低，音圈電機一般可以達到500-1000Hz的運動頻率，甚至更高。而示短線圈長氣隙結(jié)構(gòu)線圈利用率高,電損耗小,由于線圈短、質(zhì)量輕,在相同的電磁力作用下,其快速響應(yīng)性能優(yōu)于長線圈直線電機,而且短線圈電機的電感較小,有利于提高控制系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定性。

音圈馬達

利用來自永1久磁鋼的磁場與通電線圈導體產(chǎn)生的磁場中磁極間的相互作用產(chǎn)生有規(guī)律的運動的裝置。

無論是直線型或是擺動型，他們基本原理相同。通電的導體穿過磁場的時候，會產(chǎn)生一個垂直于磁場線的力，這個力的大小取決于通過場的導體的長度，磁場及電流的強度。音圈馬達是一個簡單的裝置，將電流轉(zhuǎn)化為機械力。

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音圈電機的兩個環(huán)形磁極之間存在著較大的漏磁。漏磁場將使外磁軛的磁通增加，飽和程度增加；7N~2500N的強大動力，因此占據(jù)了80%甚至更高的市場，而其行程一般不超過50mm。為了減小極問漏磁，在極間設(shè)計一個隔磁環(huán)，從而降低外磁軛部分的飽和程度，減小磁軛的厚度。但是極間距離必須合理設(shè)計，否則會影響電機的總磁通，反而降低電機的出力。可以看出，極間距離對電機的出力也有較明顯的影響。

定子和動子長度的選取主要影響電機“力-位移”曲線的平滑度。定子長度一定時，適當改變動子長度，可以使“力-位移”曲線更平滑，但是應(yīng)以滿足電機的行程要求為主，否則會造成電機體積的增加和成本的浪費。