音圈電機(jī)的基本原理

音圈電機(jī)的基本原理

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I ,

以及磁場(chǎng)和電流的方向（見(jiàn)圖1）。 如果共有長(zhǎng)度為L(zhǎng) 的N 根導(dǎo)線(xiàn)放在磁場(chǎng)中, 則作用在導(dǎo)線(xiàn)上的力可表示為F = kB L IN , 式中k 為常數(shù)。

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)的電源必須提供足夠的電流滿(mǎn)足輸出力的需要,

且要克服線(xiàn)圈在最大運(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。 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。線(xiàn)圈與磁體之間的最小氣隙通常是（0。

254～ 0。 381） mm , 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最大電流較小。

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)圈允許的最大電流較大, 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[ 3 ]。直線(xiàn)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)選的引導(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ö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ö球軸承作為引導(dǎo)系統(tǒng), 這與傳統(tǒng)電機(jī)是相同的。

旋旋轉(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)用中的首選裝置。 比如萬(wàn)向節(jié)裝配中。