大家對(duì)音圈電機(jī)的認(rèn)知是停留在哪里呢？結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單體積小、高速、高加速響應(yīng)快！其實(shí)音圈電機(jī)電機(jī)基本原理可以分三大類(lèi)，分別是磁學(xué)原理、電子學(xué)原理、機(jī)械系統(tǒng)原理。下面和小編一起解讀音圈電機(jī)的奧秘吧！

在音圈電機(jī)的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，有一個(gè)圓柱狀線(xiàn)圈，圓柱中心桿與包圍在中心桿周?chē)拇朋w形成的氣隙，在磁體和中心桿外部罩有一個(gè)軟鐵殼。線(xiàn)圈在氣隙內(nèi)沿圓柱軸向運(yùn)動(dòng)。依據(jù)線(xiàn)圈行程，線(xiàn)圈的軸向長(zhǎng)度可以超出磁鐵軸向長(zhǎng)度，即長(zhǎng)音圈結(jié)構(gòu)。而有時(shí)根據(jù)行程，磁體又可以比線(xiàn)圈長(zhǎng)，即短音圈結(jié)構(gòu)。長(zhǎng)音圈結(jié)構(gòu)中的音圈長(zhǎng)度要大于工作氣隙長(zhǎng)度與行程長(zhǎng)度之和；而短音圈結(jié)構(gòu)中的工作氣隙長(zhǎng)度大于音圈長(zhǎng)度與行程長(zhǎng)度之和。長(zhǎng)音圈結(jié)構(gòu)充分利用了磁密，但由于音圈中只有一部分線(xiàn)圈處于工作氣隙中，所以電功率利用不足；短音圈結(jié)構(gòu)則正好相反。兩種結(jié)構(gòu)相比，前者可以允許較小的磁鐵系統(tǒng)，因此音圈電機(jī)的體積也可以比較小；后者則體積較大，但功耗較小，可以允許較大音圈電流。與短線(xiàn)圈配置相比，長(zhǎng)音圈配置可以提供力2功率比，且散熱好。且產(chǎn)生的電樞反動(dòng)力小。

集中通量結(jié)構(gòu)形式：

在運(yùn)動(dòng)控制中，有時(shí)需要的力比傳統(tǒng)移動(dòng)音圈電機(jī)所能提供的力要大，傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式的音圈電機(jī)不能滿(mǎn)足要求。為解決此問(wèn)題，需要提高音圈電機(jī)工作效率，為此應(yīng)合理設(shè)計(jì)其結(jié)構(gòu)，盡量減少磁路漏磁。設(shè)計(jì)音圈電機(jī)時(shí)總是希望磁鋼的磁力線(xiàn)盡可能多地通過(guò)氣隙，以提高氣隙磁密，從而產(chǎn)生盡可能大的磁力。采用集中磁通技術(shù)，能夠使制造的電機(jī)氣隙磁密等于甚至大于磁體中的剩余量。基于該技術(shù)的電機(jī)內(nèi)部是一個(gè)一端封閉的空心圓柱磁鐵。圓柱內(nèi)部形成N極，圓柱的外部形成S極緊貼磁體外部由一個(gè)。也有一端封閉的軟鐵圓柱殼罩住，軟鐵殼的開(kāi)口端伸出磁體開(kāi)口端。由軟鐵制成的圓柱芯在磁體內(nèi)部緊緊貼合，并從其開(kāi)口端伸出。殼的內(nèi)表面與圓柱芯的外表面之間的環(huán)形空間形成氣隙，圓柱狀線(xiàn)圈可在氣隙中沿軸向運(yùn)動(dòng)。該電機(jī)結(jié)構(gòu)形式允許磁體面大于氣隙面。這樣的設(shè)計(jì)不會(huì)引起泄漏，幾乎從磁體表面發(fā)出的所有磁力線(xiàn)都通過(guò)氣隙。

集中磁通技術(shù)的音圈電機(jī)結(jié)構(gòu)：

若要求在盡可能小的直徑情況下，獲得輸出力，可采用專(zhuān)有的交叉存取磁電路技術(shù)。與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及集中磁通量結(jié)構(gòu)相比，其性能特性不變，而軸向尺寸更長(zhǎng)，但直徑尺寸減小，其磁體質(zhì)量較小，但線(xiàn)圈趨于更重交叉存取磁電路音圈的突出優(yōu)點(diǎn)是線(xiàn)圈漏感較小，電時(shí)間延遲非常短。

1、磁學(xué)原理

音圈電機(jī)的工作原理是依據(jù)安培力原理，即通電導(dǎo)體放在磁場(chǎng)中，就會(huì)產(chǎn)生力F，力的大小取決于磁場(chǎng)強(qiáng)弱B，電流五以及磁場(chǎng)和電流的方向。 方向是電流方向和磁場(chǎng)向量的函數(shù)，是二者的相互作用。如果磁場(chǎng)和導(dǎo)線(xiàn)長(zhǎng)度為常量，則產(chǎn)生的力與輸入電流成比例。在簡(jiǎn)單的音圈電機(jī)結(jié)構(gòu)形式中，直線(xiàn)音圈電機(jī)就是位于徑向電磁場(chǎng)內(nèi)的一個(gè)管狀線(xiàn)圈繞組。

鐵磁圓筒內(nèi)部是由磁鐵產(chǎn)生的磁場(chǎng)，這樣的布置可使貼在線(xiàn)圈上的磁體具有相同的極性。鐵磁材料的內(nèi)芯配置在線(xiàn)圈軸向中心線(xiàn)上，與磁體的一端相連，用來(lái)形成磁回路。當(dāng)給線(xiàn)圈通電時(shí)，根據(jù)安培力原理，它受到磁場(chǎng)作用，在線(xiàn)圈和磁體之間產(chǎn)生沿軸線(xiàn)方向的力。通電線(xiàn)圈兩端電壓的極性決定力的方向。將圓形管狀直線(xiàn)音圈電機(jī)展開(kāi)，兩端彎曲成圓弧，就成為旋轉(zhuǎn)音圈電機(jī)。旋轉(zhuǎn)音圈電機(jī)力的產(chǎn)生方式與直線(xiàn)音圈電機(jī)類(lèi)似。只是旋轉(zhuǎn)音圈電機(jī)力是沿著弧形圓周方向產(chǎn)生的。

2、電子學(xué)原理

音圈電機(jī)是單相兩極裝置。給線(xiàn)圈施加電壓則在線(xiàn)圈里產(chǎn)生電流，進(jìn)而在線(xiàn)圈上產(chǎn)生與電流成比例的力，使線(xiàn)圈在氣隙內(nèi)沿軸向運(yùn)動(dòng)。通過(guò)線(xiàn)圈的電流方向決定其運(yùn)動(dòng)方向。當(dāng)線(xiàn)圈在磁場(chǎng)內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)在線(xiàn)圈內(nèi)產(chǎn)生與線(xiàn)圈運(yùn)動(dòng)速度、磁場(chǎng)強(qiáng)度、和導(dǎo)線(xiàn)長(zhǎng)度成比例的電壓（即感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)）。驅(qū)動(dòng)音圈電機(jī)的電源得提供足夠的電流滿(mǎn)足輸出力的需要，且要克服線(xiàn)圈在大運(yùn)動(dòng)速度下產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，以及通過(guò)線(xiàn)圈的漏感壓降。

3、機(jī)械系統(tǒng)原理

音圈電機(jī)經(jīng)常作為一個(gè)由磁體和線(xiàn)圈組成的零部件出售。根據(jù)需要此氣隙可以增大，只是需要確定引導(dǎo)系統(tǒng)允許的運(yùn)動(dòng)范圍，同時(shí)避免線(xiàn)圈與磁體間摩擦或碰撞。多數(shù)情況下，移動(dòng)載荷與線(xiàn)圈相連，即動(dòng)音圈結(jié)構(gòu)。其優(yōu)點(diǎn)是固定的磁鐵系統(tǒng)可以比較大，因而可以得到較強(qiáng)的磁場(chǎng);缺點(diǎn)是音圈輸電線(xiàn)處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，容易出現(xiàn)斷路的問(wèn)題。同時(shí)由于可運(yùn)動(dòng)的支承，運(yùn)動(dòng)部件和環(huán)境的熱接觸很惡劣，動(dòng)音圈產(chǎn)生的熱量會(huì)使運(yùn)動(dòng)部件的溫度升高，因而音圈中所允許的大電流較小。當(dāng)載荷對(duì)熱特別敏感時(shí)，可以把載荷與磁體相連，即固定音圈結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)線(xiàn)圈的散熱不再是大問(wèn)題，線(xiàn)圈允許的大電流較大，但為了減小運(yùn)動(dòng)部分的質(zhì)量，采用了較小的磁鐵，因此磁場(chǎng)較弱 。

音圈電機(jī)可實(shí)現(xiàn)直接驅(qū)動(dòng)，且從旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)為直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)無(wú)后沖、也沒(méi)有能量損失。優(yōu)較好的引導(dǎo)方式是與硬化鋼軸相結(jié)合的直線(xiàn)軸承或軸襯。可以將軸觸襯集成為一個(gè)整體部分。重要的是要保持引導(dǎo)系統(tǒng)的低摩擦，以不降低電機(jī)的平滑響應(yīng)特性。

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