音圈電機的原理

機械系統原理 音圈電機經常作為一個由磁體和線圈組成的零部件出售。線圈與磁體之間的較小氣隙通常是(0. 254～0. 381) mm，根據需要此氣隙可以增大，只是需要確定引導系統允許的運動范圍，同時避免線圈與磁體間摩擦或碰撞。多數情況下，移動載荷與線圈相連，即動音圈結構。 其優點是固定的磁鐵系統可以比較大，因而可以得到較強的磁場；因為原理和揚聲器類似，所以叫音圈電機，具有高頻響、高精度的特點。缺點是音圈輸電線處于運動狀態，容易出現斷路的問題。同時由于可運動的支承，運動部件和環境的熱接觸很惡劣，動音圈產生的熱量會使運動部件的溫度升高，因而音圈中所允許的較大電流較小，當載荷對熱特別敏感時，可以把載荷與磁體相連，即固定音圈結構。該結構線圈的散熱不再是大問題，線圈允許的較大電流較大，但為了減小運動部分的質量，采用了較小的磁鐵，因此磁場較弱。

音圈電機的結構形式

集中通量結構形式 在運動控制中，有時需要的力比傳統移動音圈電機所 能提供的力要大，傳統結構形式的音圈電機不能滿足要求。 為解決此問題，需要提高音圈電機工作效率，為此應合理 設計其結構，盡量減少磁路漏磁。設計音圈電機時總是希 望磁鋼的磁力線盡可能多地通過氣隙，以提高氣隙磁密， 從而產生盡可能大的磁力。折疊扁平音圈電機扁平型音圈電機與矩型音圈電機相比在同等體積的情況下行程相對較短，但其優勢是高度面較低。

音圈馬達

利用來自永1久磁鋼的磁場與通電線圈導體產生的磁場中磁極間的相互作用產生有規律的運動的裝置。

無論是直線型或是擺動型，他們基本原理相同。通電的導體穿過磁場的時候，會產生一個垂直于磁場線的力，這個力的大小取決于通過場的導體的長度，磁場及電流的強度。音圈馬達是一個簡單的裝置，將電流轉化為機械力。

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音圈電機的設計應遵循以下幾個基本原則：

(1)在電機體積給定的情況下，應盡可能增加氣隙磁密與線圈總長度的乘積，以提高單位電流1產生的磁推力。

(2)減小漏磁，降低磁路的飽和程度，從而減小電機的體積。

(3)合理設計電機定子和動子的軸向長度，以得到平滑的“力-位移”曲線。 電磁場計算

音圈電機的設計與分析應以電磁場計算為基礎。由于音圈電機內的磁場是一個軸對稱場，所以可采用二維有限元法進行計算。

影響音圈電機性能的結構參數主要包括磁鋼厚度、音圈厚度、外磁軛厚度、極間距離和定動子長度。