音圈电机的电磁场计算与分析  

音圈电机是一种将电信号转换成直线位移的直流伺服电机。以音圈电机为动力的直线定位系统具有整体结构简单、驱动速度快、定位精度高等优点，已广泛应用于计算机磁盘驱动器、激光微调机、六自由度机器人手臂等高新技术设备中。  评价音圈电机的指标包括出力大小和“力一位移”曲线的平滑度。在音固电机设计中，需要合理确定各个尺寸和电磁参数，以得到理想的出力和“力一位移”曲线。

音圈电机的设计方法

音圈直线电机的设计通常有很大的弹性，且多由使用者自行设计和制造，以满足各自的规格要求。一般来说应遵循以下基本原则。

(1)以很少的永磁体及导磁材料，设计具有高磁通密度的均匀气隙磁场，提高工作效率，出轴电机批发，产生尽可能大的推力。

(2)在满足推力要求的前提下，尽量减小音圈直线电机的体积和运动部分的质量，使之具有更高的加速度和快速响应能力。一个音圈直线电机应用系统要求性能良良好。音圈直线电机的结构非常简单，出轴电机，是从扬声器技术演化而来的磁场内一个可运动的线圈。如图1所示，主要由永1久磁铁、铁心和线圈3部分组成。动圈位于气隙磁场之中，当施加电压于线圈两端产生电流时，根据左手定律，通电导线在磁场中将受到电磁力的作用，随着电流强度及方向的变化，线圈做往复直线运动。短气隙型和长气隙型。如图3(a)所示长线圈短气隙结构可以充分利用磁密。由于只有一部分线圈处于工作气隙中，所以利用率低，电损耗大。而示短线圈长气隙结构线圈利用率高，出轴电机参数，电损耗小，由于线圈短、质量轻，在相同的电磁力作用下，其快速响应性能优于长线圈直线电机，而且短线圈电机的电感较小，有利于提高控制系统的动态稳定性。

直线音圈电机

直线音圈电机可实现直接驱动，且从旋转转为直线运动无后冲、也没有能量损失。优选的引导方式是与硬化钢轴相结合的直线轴承或轴衬，可以将轴/轴衬集成为一个整体部分，重要的是要保持引导系统的低摩擦，以不降低电机的平滑响应特性。典型旋转音圈电机是用轴/球轴承作为引导系统，这与传统电机是相同的。旋转音圈电机提供的运动非常光滑，成为需要快速响应、有限角激励应用中的首1选装置。比如万向节装配中。