音圈电机的结构形式
由于运动部件、弹性元件和线圈形状的差别,音圈直线电机的结构形式可以分为:
(1)动圈型和动磁型。动圈型的结构磁铁与导磁材料之间无相对位移,可以避免磁滞损失,容易获得较强的磁场,具有更好的响应能力。缺点是线圈可能出现断路,易受发热问题的影响。动磁型结构线圈部分固定,不会有断路问题,允许的电流更大。其主要原理是在一个永1久磁场内,通过改变马达内线
音圈马达工厂
音圈电机的结构形式
由于运动部件、弹性元件和线圈形状的差别,音圈直线电机的结构形式可以分为:
(1)动圈型和动磁型。动圈型的结构磁铁与导磁材料之间无相对位移,可以避免磁滞损失,容易获得较强的磁场,具有更好的响应能力。缺点是线圈可能出现断路,易受发热问题的影响。动磁型结构线圈部分固定,不会有断路问题,允许的电流更大。其主要原理是在一个永1久磁场内,通过改变马达内线圈的直流电流大小,来控制拉伸位置,从而带动上下运动。缺点是为了减小运动部分的质量,采用较小的磁铁则磁场较弱。
(2)MF型和MFK型。MF型是无弹簧的结构,虽然控制上比较困难,但是具有更大的行程和推力,效率更高。该电机主要应用在半导体、航空、汽车等领域,包括阀门制动器,Z轴抓物和短距离的准确的位置控制,小型精密替换测量仪、振动平台以及主动式减振系统等众多方面。而MFK型是有弹簧的结构形式,由于弹簧的作用,限制了输出的位移和推力,
应 用,自1966年美国IBM公司首1次试制的音圈电动机及其磁头臂和小车驱动系统,应用于该公司生产的23l4型磁盘机上,音圈式直线电机开始进入有效的应用领域,并在运行理论、结构设计。
音圈电机的设计应遵循以下几个基本原则:
(1)在电机体积给定的情况下,应尽可能增加气隙磁密与线圈总长度的乘积,以提高单位电流1产生的磁推力。
(2)减小漏磁,降低磁路的饱和程度,从而减小电机的体积。
(3)合理设计电机定子和动子的轴向长度,以得到平滑的“力-位移”曲线。 电磁场计算
音圈电机的设计与分析应以电磁场计算为基础。由于音圈电机内的磁场是一个轴对称场,所以可采用二维有限元法进行计算。
影响音圈电机性能的结构参数主要包括磁钢厚度、音圈厚度、外磁轭厚度、极间距离和定动子长度。
音圈电机的两个环形磁极之间存在着较大的漏磁。漏磁场将使外磁轭的磁通增加,饱和程度增加;为了减小极问漏磁,在极间设计一个隔磁环,从而降低外磁轭部分的饱和程度,减小磁轭的厚度。但是极间距离必须合理设计,否则会影响电机的总磁通,反而降低电机的出力。可以看出,极间距离对电机的出力也有较明显的影响。当线圈在磁场内运动时,会在线圈内产生与线圈运动速度、磁场强度、和导线长度成比例的电压(即感应电动势)。
定子和动子长度的选取主要影响电机“力-位移”曲线的平滑度。定子长度一定时,适当改变动子长度,可以使“力-位移”曲线更平滑,但是应以满足电机的行程要求为主,否则会造成电机体积的增加和成本的浪费。
电机盖子上面可以装上霍尔传感器,用以测速。
位置传感器有磁敏式、光电式和电磁式三种类型。
采用磁敏式位置传感器的无刷直流电动机,其磁敏传感器件(例如霍尔元件、磁敏二极管、磁敏诂极管、磁敏电阻器或集成电路等)装在定子组件上,用来检测永磁体、转子旋转时产生的磁场变化。电动汽车多用的是霍尔元件。
采用光电式位置传感器的无刷直流电动机,在定子组件上按一定位置配置了光电传感器件,转子上装有遮光板,光源为发光二极管或小灯泡。转子旋转时,由于遮光板的作用,定子上的光敏元器件将会按一定频率间歇间生脉冲信号。

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