資料介紹
音圈電機(jī)(Voice Coil Motor)是一種特殊形式的直接驅(qū)動電機(jī)。具有結(jié)構(gòu)簡單體積小、高速、高加速響應(yīng)快等特性。其工作原理是,通電線圈(導(dǎo)體)放在磁場內(nèi)就會產(chǎn)生力,力的大小與施加在線圈上的電流成比例.基于此原理制造的音圈電機(jī)運動形式可以為直線或者圓弧。
近年來,隨著對高速高精度定位系統(tǒng)性能要求的提高和音圈電機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展,音圈電機(jī)不僅被廣泛用在磁盤、激光唱片定位等精密定位系統(tǒng)中,在許多不同形式的高加速、高頻激勵上也得到廣泛應(yīng)用.如,光學(xué)系統(tǒng)中透鏡的定位;機(jī)械工具的多坐標(biāo)定位平臺;醫(yī)學(xué)裝置中精密電子管、真空管控制;在柔性機(jī)器人中,為使末端執(zhí)行器快速、精確定位,還可以用音圈電機(jī)來有效地抑制振動 但有關(guān)音圈電機(jī)詳細(xì)技術(shù)原理的還不多見
音圈電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單,高精密率,高響應(yīng),免維護(hù),無齒槽效應(yīng),不需要換向,音圈電機(jī)主要應(yīng)用于以下方面:
01?光學(xué)系統(tǒng)領(lǐng)域
音圈電機(jī)和直線電機(jī)廣泛應(yīng)用于光學(xué)、微電子及測量領(lǐng)域的光學(xué)掃描、定位、瞄準(zhǔn)、跟蹤和穩(wěn)定, 對透鏡或反射鏡進(jìn)行精密的運動控制。
比如攝像機(jī)、數(shù)碼相機(jī)及顯微鏡的自動調(diào)焦,?激光切割設(shè)備 Z 軸的動態(tài)聚焦,光盤驅(qū)動器的聚焦和尋軌, 以及天文望遠(yuǎn)鏡中快速反射鏡的偏擺控制等。
02?半導(dǎo)體設(shè)備領(lǐng)域
半導(dǎo)體制造與封裝過程中,大多數(shù)場合都需要高速高精度的運動控制。音圈電機(jī)的優(yōu)良特性正好可以滿足這些需求。在點膠機(jī)、引線鍵合機(jī)、PCB 鉆孔機(jī)、光刻機(jī)、晶圓的取放以及元件檢測等設(shè)備中均有使用。
03?振動控制領(lǐng)域
一種是作為振動源, 即激振設(shè)備來使用。
電動式激振器是實施振動和沖擊試驗, 進(jìn)行機(jī)械結(jié)構(gòu)動力特性測試、疲勞試驗的常用設(shè)備, 一般小型激振器多采用永磁式, 而較大型的激振器 (即振動臺)多采用勵磁式。
另一種是用作減振器, 即消除振動的不利影響。
電動式吸振器的可以通過主動施加合適的阻尼力來吸收振動系統(tǒng)的振動能量, 以抵消或減輕激振力, 從而減小或隔離振動的傳遞。
04?直線壓縮機(jī)和控制閥領(lǐng)域
直線式壓縮機(jī)在采用直線電機(jī)直接驅(qū)動活塞構(gòu)成后,可以消除傳統(tǒng)往復(fù)式壓縮機(jī)由于活塞與缸體之間側(cè)向力所引起的磨損、振動及噪聲, 廣泛應(yīng)用在冰箱、斯特林制冷器等設(shè)備中。
音圈/直線電機(jī)還可以用于工業(yè)和醫(yī)療設(shè)備的精密控制閥, 如汽車發(fā)動機(jī)氣門, 電液伺服閥、輔助呼吸壓力控制閥和血液循環(huán)輔助泵等。
05?機(jī)械加工領(lǐng)域
普通車床一般只能加工圓截面的回轉(zhuǎn)體零件, 對于某些具有非圓截面的零件則很難加工出來。采用大推力直線電機(jī)直接驅(qū)動刀具作徑向的高頻往復(fù)運動, 則可實現(xiàn)非圓截面形狀零件的加工。
目前,同茂直線電機(jī)自主研發(fā)生產(chǎn)的直線電機(jī)和音圈電機(jī)在凸輪、中凸變橢圓活塞以及波瓣形軸承外環(huán)滾道的加工中均有應(yīng)用, 在激光切割機(jī)和電磁式?jīng)_壓機(jī)也有應(yīng)用。
06?其它領(lǐng)域
其它領(lǐng)域也有很多的應(yīng)用,如3D打印、繪圖機(jī);某些需要張力 (或壓力 )控制及位移 /力量混合控制的應(yīng)用場合, 如繞線機(jī)、超聲波焊接等。
音圈電機(jī)應(yīng)用原則
音圈電機(jī)有它獨特的應(yīng)用,是旋轉(zhuǎn)電機(jī)所不能替代的。但是并不是任何場合使用直線感應(yīng)電機(jī)都能取得良好效果。為此必須首先了解音圈電機(jī)的應(yīng)用原則,以便能恰到好處地應(yīng)用它。其應(yīng)用原則有以下幾個方面:
1.選擇合適的運動速度。音圈電機(jī)的運動速度與同步速度有關(guān),而同步速度又正比于極距。因此極距的選擇范圍決定了運動速度的選擇范圍。
2.要有合適的推力。旋轉(zhuǎn)電機(jī)可以適應(yīng)很大的推力范圍。將旋轉(zhuǎn)電機(jī)配上不同的變速箱,可以得到不同的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩。在低速的場合,轉(zhuǎn)矩可以擴(kuò)大幾十到幾百倍,以至于用一個很小的旋轉(zhuǎn)電機(jī)就可以推動一個很大的負(fù)載,當(dāng)然功率是守恒的。音圈電機(jī)則不同,它無法用變速箱改變速度和推力,因此它的推力無法擴(kuò)大。要得到比較大的推力,只有依靠加大電動機(jī)的尺寸。這有時是不經(jīng)濟(jì)的。一般來說,在工業(yè)應(yīng)用中,音圈電機(jī)適用于推動輕載。
3.要有合適的往復(fù)頻率。在工業(yè)應(yīng)用中,音圈電機(jī)是往復(fù)運動的。為了達(dá)到較高的勞動生產(chǎn)率,要求有較高的往復(fù)頻率。
4.要有合適的定位精度。在許多應(yīng)用場合,電動機(jī)運行到位時由機(jī)械限位使之停止運動。為了使在到位時沖擊小,可以加上機(jī)械緩沖裝置。在沒有機(jī)械限位的場合,比較簡單的定位方法是,在到位前通過行程開關(guān)控制,對電機(jī)做反接制動或能耗制動,使在到位時停下來。而音圈電機(jī)具有非常高的定位精度。
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