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音圈電機的基本原理

日期:2017/1/16 9:31:41
摘要:音圈電機的基本原理
關鍵詞:音圈電機,音圈電機的基本原理

音圈電機的基本原理

音圈電機的工作原理是依據安培力原理, 即通電導體放在磁場中,就會產生力F , 力的大小取決于磁場強弱B , 電流I ,

以及磁場和電流的方向(見圖1)。 如果共有長度為L 的N 根導線放在磁場中, 則作用在導線上的力可表示為F = kB L IN , 式中k 為常數。

音圈電機是單相兩極裝置。 給線圈施加電壓則在線圈里產生電流,進而在線圈上產生與電流成比例的力, 使線圈在氣隙內沿軸向運動。 通過線圈的電流方向決定其運動方向。

當線圈在磁場內運動時,會在線圈內產生與線圈運動速度、磁場強度、和導線長度成比例的電壓(即感應電動勢)。驅動音圈電機的電源必須提供足夠的電流滿足輸出力的需要,

且要克服線圈在最大運動速度下產生的感應電動勢,以及通過線圈的漏感壓降。 音圈電機經常作為一個由磁體和線圈組成的零部件出售。線圈與磁體之間的最小氣隙通常是(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; 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最大電流較小。

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,線圈允許的最大電流較大, 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[ 3 ]。直線音圈電機可實現直接驅動,且從旋轉轉為直線運動無后沖、也沒有能量損失。

優選的引導方式是與硬化鋼軸相結合的直線軸承或軸襯。 可以將軸ö軸襯集成為一個整體部分。

重要的是要保持引導系統的低摩擦,以不降低電機的平滑響應特性。典型旋轉音圈電機是用軸ö球軸承作為引導系統, 這與傳統電機是相同的。

旋旋轉音圈電機提供的運動非常光滑,成為需要快速響應、有限角激勵應用中的首選裝置。 比如萬向節裝配中。