音圈電機(jī)結(jié)構(gòu)圖

　　音圈電機(jī)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。其原理是：在均勻氣隙磁場中放 入一圓筒狀繞組，繞組通電產(chǎn)生電磁力帶動(dòng)負(fù)載作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，改變電流的強(qiáng)弱和極性，就可改變電磁力的大小和方向。因此音圈電機(jī)運(yùn)動(dòng)形式可以為直線或者旋轉(zhuǎn)。其具有高響應(yīng)、高速度、高加速度、結(jié)構(gòu)簡單、體積小、力特性好、控制方便等優(yōu)點(diǎn)。同茂音圈電機(jī)的結(jié)構(gòu)主要由定子和動(dòng)子組成。其中定子包括外磁軛、環(huán)形磁鋼、隔磁環(huán)和內(nèi)磁軛，動(dòng)子由音圈繞組和繞組支架組成。

　　傳統(tǒng)的音圈電機(jī)結(jié)構(gòu)中有一個(gè)圓柱狀線圈，圓柱中心桿與包圍在中心桿周圍的永久磁體形成的氣隙，在磁體和中心桿外部罩有一個(gè)軟鐵殼。線圈在氣隙內(nèi)沿圓柱軸向運(yùn)動(dòng)。

　　依據(jù)線圈行程，線圈的軸向長度可以超出磁鐵軸向長度，即長音圈結(jié)構(gòu)。而有時(shí)根據(jù)行程，磁體又可以比線圈長，即短音圈結(jié)構(gòu)。長音圈結(jié)構(gòu)中的音圈長度要大于工作氣隙長度與最大行程長度之和；而短音圈結(jié)構(gòu)中的工作氣隙長度大于音圈長度與最大行程長度之和。長音圈結(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。與短線圈配置相比，長音圈配置可以提供更好的力勸率比，且散熱好。而短音圈配置電時(shí)間延時(shí)較短，質(zhì)量較小，且產(chǎn)生的電樞反動(dòng)力小。

　　音圈電機(jī)的結(jié)構(gòu)形式

　　1.傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式的音圈電機(jī)

　　音圈電機(jī)在傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中呢，是一個(gè)圓柱狀線圈，圓柱中心桿與包圍在中心桿周圍的磁體形成 的氣隙，在磁體和中心桿外部罩有一個(gè)軟鐵殼。線圈在氣隙內(nèi)沿圓柱軸向運(yùn)動(dòng)。

　　在傳統(tǒng)的音圈電機(jī)中依據(jù)線圈行程又可分為長音圈結(jié)構(gòu)和短音圈結(jié)構(gòu)，即線圈的軸向長度可以超出磁鐵軸向長度，即長音圈結(jié)構(gòu)。而有時(shí)根據(jù)行程，磁體又可以比線圈長，即短音圈結(jié)構(gòu)。

　　2.集中通量結(jié)構(gòu)形式的音圈電機(jī)

　　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)不能滿足要求。為解決此問題，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盡可能多地通過氣隙，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。

　　3.磁力交叉存取結(jié)構(gòu)形式的音圈電機(jī)

　　若要求在盡可能小的直徑情況下，獲得峰值輸出力，可采用專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，但直徑尺寸減小，其磁體質(zhì)量較小，但線圈趨于更重。交叉存取磁電路音圈的突出優(yōu)點(diǎn)是線圈漏感較小，電時(shí)間延遲非常短。

　　音圈電機(jī)的材料選用也很重要的，選擇音圈電機(jī)材料需要考慮系統(tǒng)性能、工作環(huán)境、加工和成本等因素。線圈一般是用銅或鋁線纏在非鐵磁的繞線筒上，外部涂上一層聚合體薄膜來絕緣。鋁線的傳導(dǎo)率是銅線的一半，但重量是銅線的三分之一。可根據(jù)具體散熱和使用情況進(jìn)行選擇。大部分磁體材料是硬磁鐵，釹鐵硼和鈷化釤。用來容納線圈的磁體氣隙得足夠大，也就是磁體得在較低的載重線上工作，通常B/H=1. 0～2. 0。另外磁材料應(yīng)當(dāng)具有高抗磁力和相當(dāng)好的退磁曲線，以提高磁路的工作效率。