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音圈電機(jī)(Voice Coil Actuator)是一種特殊形式的直接驅(qū)動(dòng)電機(jī),能將電能直接轉(zhuǎn)化成直線運(yùn)動(dòng)機(jī)械能而不需要任何中間轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)裝置。具有高響應(yīng)、高速度、高加速度、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、力特性好、控制方便等優(yōu)點(diǎn)。近年來(lái),隨著音圈電機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展,音圈電機(jī)被廣泛用在精密定位系統(tǒng)和許多不同形式的高加速、高頻激勵(lì)、快速和高的精度定位運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中。與無(wú)鐵芯直線電機(jī)和有鐵芯直線電機(jī)相比它可以提供更好的高頻響應(yīng)特性,可做高速往復(fù)直線運(yùn)動(dòng),特別適合高速的周期往復(fù)運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用。三相電機(jī)與單相電機(jī)在原理上是相似的,都是通過(guò)在定子繞組中通入220V交流電,從而線圈產(chǎn)生磁場(chǎng),根據(jù)左手定則,轉(zhuǎn)子在磁場(chǎng)中受力轉(zhuǎn)動(dòng)。音圈電機(jī)的控制簡(jiǎn)單可靠,無(wú)需換向裝置,壽命長(zhǎng)。
音圈電機(jī)的控制簡(jiǎn)單可靠,無(wú)需換向裝置,壽命長(zhǎng)。主要應(yīng)用的領(lǐng)域:半導(dǎo)體、光學(xué)電子、汽車生產(chǎn)檢測(cè)、生物生 化檢測(cè)取
圓柱型音圈電機(jī)系列:性能特點(diǎn):
n 直接驅(qū)動(dòng)音圈電機(jī)
n 行程可從5mm到30mmn 無(wú)嵌齒效應(yīng),體積小,可達(dá)到較高的加速度
n 動(dòng)子質(zhì)量小,反應(yīng)快帶寬高
n 配以精微的反饋解析度,能在低速時(shí)產(chǎn)生平穩(wěn)的運(yùn)動(dòng)控制 (取決于反饋設(shè)備)
直線音圈電機(jī)
直線音圈電機(jī)可實(shí)現(xiàn)直接驅(qū)動(dòng),且從旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)為直線運(yùn)動(dòng)無(wú)后沖、也沒(méi)有能量損失。優(yōu)選的引導(dǎo)方式是與硬化鋼軸相結(jié)合的直線軸承或軸襯,可以將軸/軸襯集成為一個(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。典型旋轉(zhuǎn)音圈電機(jī)是用軸/球軸承作為引導(dǎo)系統(tǒng),這與傳統(tǒng)電機(jī)是相同的。旋轉(zhuǎn)音圈電機(jī)提供的運(yùn)動(dòng)非常光滑,成為需要快速響應(yīng)、有限角激勵(lì)應(yīng)用中的首1選裝置。采用合適的定位反饋及感應(yīng)裝置其定位精度可以輕易達(dá)到10NM,加速度可達(dá)300g(實(shí)際加速度也取決于負(fù)載物的狀況)。比如萬(wàn)向節(jié)裝配中。
音圈電機(jī)的結(jié)構(gòu)形式
由于運(yùn)動(dòng)部件、彈性元件和線圈形狀的差別,音圈直線電機(jī)的結(jié)構(gòu)形式可以分為:
(1)動(dòng)圈型和動(dòng)磁型。動(dòng)圈型的結(jié)構(gòu)磁鐵與導(dǎo)磁材料之間無(wú)相對(duì)位移,可以避免磁滯損失,容易獲得較強(qiáng)的磁場(chǎng),具有更好的快速響應(yīng)能力。缺點(diǎn)是線圈可能出現(xiàn)斷路,易受發(fā)熱問(wèn)題的影響。動(dòng)磁型結(jié)構(gòu)線圈部分固定,不會(huì)有斷路問(wèn)題,允許的電流更大。電機(jī)原型世界上早電機(jī)原型就是永磁電機(jī),當(dāng)時(shí)永磁材料性能不良,而被電磁式電機(jī)占了主流。缺點(diǎn)是為了減小運(yùn)動(dòng)部分的質(zhì)量,采用較小的磁鐵則磁場(chǎng)較弱。
(2)MF型和MFK型。MF型是無(wú)彈簧的結(jié)構(gòu),雖然控制上比較困難,但是具有更大的行程和推力,效率更高。而MFK型是有彈簧的結(jié)構(gòu)形式,由于彈簧的作用,限制了輸出的位移和推力,應(yīng) 用,自1966年美國(guó)IBM公司首1次試制的音圈電動(dòng)機(jī)及其磁頭臂和小車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),應(yīng)用于該公司生產(chǎn)的23l4型磁盤機(jī)上,音圈式直線電機(jī)開始進(jìn)入有效的應(yīng)用領(lǐng)域,并在運(yùn)行理論、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。音圈電機(jī)工作原理音圈電機(jī)的工作原理與電動(dòng)式揚(yáng)聲器類似,即在磁場(chǎng)中放入一環(huán)形繞組,繞組通電后產(chǎn)生電磁力,帶動(dòng)負(fù)載作直線運(yùn)動(dòng)。