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---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---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。


音圈电机速度与行程计算
速度:在需要恒定推力的场合,只需要较低的额定速度。对于点到点定位运动的场合额定速度必须大于平均速度,它们之间的关系和速度曲线的类型有关。电机运动的速度曲线如图2所示。对梯形速度曲线,vmax=115vtrap,对三角形速度曲线,vmax=2vtri。式中,vmax为额定速度,vtrap、vtri分别为梯形和三角形速度曲线运行时的平均速度。
行程:反映电机的运动范围,指电机从一端运行到另一端的总位移,直线电机供应商,或以运行距离的中点为基准的正负位移,一般从几微米百毫米。
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,直线电机供应,否则会影响电机的总磁通,反而降低电机的出力。可以看出,唐山直线电机,极间距离对电机的出力也有较明显的影响。
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。
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