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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***系统具有整体结构简单、驱动速度快、***精度高等优点，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高新技术设备中。  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。依据线圈行程，线圈的轴向长度可以超出磁铁轴向长度，即长音圈结构。

音圈电机的设计方法

音圈直线电机的设计通常有很大的弹性,且多由使用者自行设计和制造,以满足各自的规格要求。一般来说应遵循以下基本原则。 (1)以很少的永磁体及导磁材料,设计具有高磁通密度的均匀气隙磁场,提高工作效率,产生尽可能大的推力。 (2)在满足推力要求的前提下,尽量减小音圈直线电机的体积和运动部分的质量,使之具有更高的加速度和快速响应能力。音圈电机的结构形式集中通量结构形式在运动控制中，有时需要的力比传统移动音圈电机所能提供的力要大，传统结构形式的音圈电机不能满足要求。

音圈电机的磁路形式

磁路设计就是要以较少的永i久磁铁和导磁材料来产生具有高磁通密度且分布均匀的磁场。为音圈直线电机典型的磁路形式。根据永1久磁铁所处位置、磁场方向以及气隙与线圈的相对长度,可以划分为几种不同的磁路类型。

(1)内磁型和外磁型。,内磁结构的磁铁包覆在导磁材料内部,具有遮蔽效果,故磁漏较小。所示外磁结构的磁铁外露,磁漏较多,需要有遮蔽,以避免产生干扰。这种电机一般尺寸较长,磁阻较大,但线圈的电感较小。

直线电机的工作原理

    直线电机是一种将电能直接转换成直线运动机械能，而不需要任何中间转换机构的传动装置。它可以看成是一台旋转电机按径向剖开，并展成平面而成。

直线电机可以是短初级长次级，也可以是长初级短次级。考虑到制造成本、运行费用，目般均采用短初级长次级。

  直线电动机的工作原理与旋转电动机相似。以直线感应电动机为例：当初级绕组通入交流电源时，便在气隙中产生行波磁场，次级在行波磁场切割下，将感应出电动势并产生电流，该电流与气隙中的磁场相作用就产生电磁推力。如果初级固定，则次级在推力作用下做直线运动；反之，则初级做直线运动。电机原型世界上早电机原型就是永磁电机，当时永磁材料性能不良，而被电磁式电机占了主流。