标签: 音圈电机

  音圈电机是一种特殊形式的直接驱动电机. 具有结构简单、体积小、高速、高加速、响应快等特性. 其工作原理是, 通电线圈(导体) 放在磁场内就会产生力, 力的大小与施加在线圈上的电流成比例. 基于此原理制造的音圈电机运动形式可以为直线或者圆弧 音圈电机执行器，利用音圈电机特有的高响应、高加速度、高速度、体积小的特点，与导轨和高精度编码器组合，构成完整的闭环系统——音圈电机执行器。主要用于电子半导体、生物医学、磁碟机、汽车工业、一般工业等场合。可做高频运动：可达每秒钟30次往返运动。 直线型音圈电机产生的力可超过3000N，行程可达175mm,摆动型音圈电机产生的力矩最大可达100Nm 摆动角度大于90度。音圈电机的相应频率高，响应时间大约为5ms，该种音圈电机特别适合小行程高精度和高响应频率的系统，可以做到高速振荡往复运动（可达100Hz）其精度取决于反馈及控制系统采用合适的位置反馈其定位精度可达10um,加速度可达300G 位置模式 所谓 "位置模式", 是允许致动轴, 沿着行程方向使用加速度值, 速度值及力量值移动至目标位置. 它可能是绝对式的运动, 相对式的运动或教导式的运动. 速度模式 所谓 "速度模式", 是允许致动轴, 以所给的 速度值, 加速度值, 力量值及方向值来移动. 基本上, 它是使用在"软性接触"的程序中. 力量(扭力)模式 力量模式, 是一种开回路模式, 没有回馈讯号从控制器过来, 其实际位置仍然可以监控, 但位置输出是没有作用的. 轴的偏摆度,一般都控制在 50 微米(um)以内, 另有 10 微米(um)以内特制品之选择. 分辨率(RESOLUTION) 及 重现性(REPEATABILITY) 作用在 SMAC 产品的分辨率, 可定义成: 由编码器所产生的最小的位置增量, 也就是说, 一个脉冲读数所移动的最小距离, 一般我们标准分辨率是 5 微米(um)  另有其它的选择如: 1微米, 0.5微米, 0.1微米  所谓重现性, 有时也叫重复产生性, 是指系统反复准确的回到所给位置的能力, 而没有偏差或只有微小的偏差量. SMAC 产品的主要优点之一, 就是没有任何机械背隙, 而这也是很多步进马达加螺杆系统难以克服的问题, 此外编器所读到读数, 是实际的直线位置, 而非把步进马达的旋转编码器讯号转换成直线螺杆的移动位置. 基本上, 若 PID 值够好的话, 我们的致动器重现性, 可达到 +/- 2个编码器读数以内. ●  圆柱形音圈电机：最大推力0.73N-1351N，持续推力0.42N-376.8N,行程1mm-31mm（可接受定制） ●  矩形音圈电机：最大推力2.1N-681N，持续推力1.3N-138N,行程3mm-100mm（可接受定制） ●  摆动型音圈电机：最大扭矩0.08Nm-45Nm，持续力矩0.05Nm-20.6Nm，行程14°-90° ◆  精确的力量，位置，加速度，速度控制 ◆  直接驱动执行器因此有很高的精度和重复定位精度 ◆  完整的位置测量系统与光栅尺和光学读数头（无磨损）搭配 ◆  超大尺寸的线性导轨，因此有很长的使用寿命 ◆  搭配电流间接力量检测（开关检测） ◆  数字量和模拟量输入输出通道 ◆  运行中能随时进行力量模式，速度模式，位置模式的切换 ◆  极高的加速度和速度 可编程功能： 执行器可以完全通过编程实现力量，速度，位置的控制，并且能在三种模式下操作： ●力量模式：力量模式是开环控制，不使用编码器回馈信息，实际位置仍然从编码器读取，但对输出不施加任何影响 ●速度模式：速度模式能让执行器的运动轴在给定的速度，加速度，力量值下运动，有代表性的“软着陆” ●位置模式：位置模式允许执行器的运动轴根据行程使用的加速度，速度和力量移动到各种位置，它能执行绝对，相对和学习位置移动 SMAC 的优势 ●精准的力量、位置、加速度以及速度的控制 ●直接驱动的执行器也因此精准性以及重复性皆非常的高 ●搭配光学尺以及光学读取头(没有磨耗) 与位置量测系统结合 ●使用尺寸较大的线性滑轨因此能有很长的使用寿命 ●力量大小的量测可经由电流的监控而得知 ●数值量和模拟量的输入输出方式 ●在操作中可随时进行力量、位置以及速度的转换 ●超高的加速度以及速度 ●独特的软着陆功能 电机视频：http://v.youku.com/v_show/id_XNjUxNTIzMjg4.html   供应产品型号：LCA25-010-81M3A；CAL36-050-51FS；LCA25-010-85F；LAR55-050-55FS MOD1555；LCA25-025-55-FS；；CAL36-025-55F3A；LCA25-010-85F3；LAC-1；LAC-25；LCA25-10-54；LCA25-010-85M3A；CAL36-015-51F3A；CAL36-025-51F3B；LCA25-050-15M3A；LCC-10；LAL35-025-55F；LCA25-010-71M3A；LCA25-010-55-FVS3A；LAR95-050-75-MS LCA25-010-55F3   应用领域：开关测试，汽车螺纹检测，缸径测量和凹槽测量，取放应用，攻牙，螺丝刀，包装，医药和生物行业，定位焊接，扫描   更多详情咨询： 13812617052   13812617052@qq.com      QQ:2472266802

所谓音圈直线电机(Voice Coil Motor)因其结构类似于喇叭的音圈而得名。具有高频响、高精度的特点。主要把此类电机分为圆柱型音圈电机和摆动型音圈电机。 　　 短行程高频率直线电机—— 音圈电机 　　市场上圆柱型音圈电机系列应用相当广泛。这种电机有很高的加速率，能够产生0.7N-1000N的强大动力，而其行程少于50mm。该款电机主要应用在医疗、半导体、航空、汽车等领域，包括阀门制动器，小型精密替换测量仪、振动平台以及主动式减振系统等众多方面。 　 摆动型音圈电机系列采用矩型系列产品的技术，将矩形系列产品予以弯曲，以形成一定的优先角度定位系统。其典型的扭矩达到100度，扭力达 50 N-m。摆动型系列产品典型应用于激光技术中的镜面定位器，摆动型阀门制动器、摆动型定位系统以及飞行控制器等方面，涉及半导体行业、自动化、飞机工业领域。。与U型直线电机和平板型直线电机相比它可以提供更好的高频响应特性，可做高速往复直线运动，特别适合用于短行程的闭环伺服控制系统。音圈直线电机的控制简单可靠，无需换向装置,寿命长。 　　 音圈电机，是一种将电能转化为机械能的装置，并实现直线型及有限摆角的运动。它利用来自永恒磁场或通电线圈导体产生的磁场中磁极的相互作用产生有规律的运动。因为音圈电机是一种非换流型动力装置，其定位精度完全取决于反馈及控制系统，与音圈电机本身无关。采用合适的定位反馈及感应装置其定位精度可以轻易达到10NM，加速度可达300g（实际加速度取决于负载物具休工作状况） 。 　　 音圈电机规格、样式很多，无论是直线型或是摆动型，他们基本原理相同。通电导体穿过磁场的时候，会产生一个垂直于磁场线的力，这个力的大小取决于通过场的导体的长度，磁场及电流的强度。音圈电机将实际的电流转化为直线推力或扭力，它们的大小是同实际通过的电流的大小成比例。 精确的力量，位置，加速度，速度控制 直接驱动执行器因此有很高的精度和重复定位精度 完整的位置测量系统与光栅尺和光学读数头（无磨损）搭配 超大尺寸的线性导轨，因此有很长的使用寿命 搭配电流间接力量检测（开关检测） 数字量和模拟量输入输出通道 运行中能随时进行力量模式，速度模式，位置模式的切换 极高的加速度和速度 可编程功能： 执行器可以完全通过编程实现力量，速度，位置的控制，并且能在三种模式下操作： 力量模式：力量模式是开环控制，不使用编码器回馈信息，实际位置仍然从编码器读取，但对输出不施加任何影响 速度模式：速度模式能让执行器的运动轴在给定的速度，加速度，力量值下运动，有代表性的“软着陆” 位置模式：位置模式允许执行器的运动轴根据行程使用的加速度，速度和力量移动到各种位置，它能执行绝对，相对和学习位置移动 应用领域：开关测试，汽车螺纹检测，缸径测量和凹槽测量，取放应用，攻牙，螺丝刀，包装，医药和生物行业，定位焊接，扫描 更多 详情咨询：高先生    13812617052    gaowei@servodynamics.com.cn   QQ:2472266802  

                                                                音圈电机的技术原理                                                          (ServoDynamics China  高伟) 音圈电机(Vo ice Co il A ctuato r) 是一种特殊形式的直接驱动电机. 具有结构简单、体积小、高速、 高加速、响应快等特性. 其工作原理是, 通电线圈(导体) 放在磁场内就会产生力, 力的大小与施加在线 圈上的电流成比例. 基于此原理制造的音圈电机运动形式可以为直线或者圆弧. 近年来, 随着对高速、高精度定位系统性能要求的提高和音圈电机技术的迅速发展, 音圈电机不仅 被广泛用在磁盘、激光唱片定位等精密定位系统中 , 在许多不同形式的高加速、高频激励上也得到广 泛应用. 如, 光学系统中透镜的定位; 机械工具的多坐标定位平台; 医学装置中精密电子管、真空管控 制; 在柔性机器人中, 为使末端执行器快速、精确定位, 还可以用音圈电机来有效地抑制振动 . 但有关音圈电机详细技术原理的文献还不多见, 为此, 本文将系统讨论音圈电机的基本原理, 并阐 述其选型方法和应用场合. 1　音圈电机的基本原理   1. 1　磁学原理 音圈电机的工作原理是依据安培力原理, 即通电导体放在磁场中, 就会产生力F , 力的大小取决于磁场强弱B , 电流I , 以及磁场和电流的方向(见图1). 如果共有 长度为L 的N 根导线放在磁场中, 则作用在导线上的力可表示为 F = kB L IN , (1) 式中　k 为常数. 由图1 可知, 力的方向是电流方向和磁场向量的函数, 是二者 的相互作用. 如果磁场和导线长度为常量, 则产生的力与输入电流 成比例. 在最简单的音圈电机结构形式中, 直线音圈电机就是位于 径向电磁场内的一个管状线圈绕组(见图2). 铁磁圆筒内部是由永 久磁铁产生的磁场, 这样的布置可使贴在线圈上的磁体具有相同的 极性. 铁磁材料的内芯配置在线圈轴向中心线上, 与永久磁体的一端相连, 用来形成磁回路. 当给线圈 通电时, 根据安培力原理, 它受到磁场作用, 在线圈和磁体之间产生沿轴线方向的力. 通电线圈两端电 压的极性决定力的方向. 将圆形管状直线音圈电机展开, 两端弯曲成圆弧, 就成为旋转音圈电机. 旋转音圈电机力的产生方 1. 2　电子学原理 音圈电机是单相两极装置. 给线圈施加电压则在线圈里产生电流, 进而在线圈上产生与电流成比例 的力, 使线圈在气隙内沿轴向运动. 通过线圈的电流方向决定其运动方向. 当线圈在磁场内运动时, 会 在线圈内产生与线圈运动速度、磁场强度、和导线长度成比例的电压(即感应电动势). 驱动音圈电机的 电源必须提供足够的电流满足输出力的需要, 且要克服线圈在最大运动速度下产生的感应电动势, 以及 通过线圈的漏感压降. 1. 3　机械系统原理 音圈电机经常作为一个由磁体和线圈组成的零部件出售. 线圈与磁体之间的最小气隙通常是 (0. 254～ 0. 381) mm , 根据需要此气隙可以增大, 只是需要确定引导系统允许的运动范围, 同时避免线 圈与磁体间摩擦或碰撞. 多数情况下, 移动载荷与线圈相连, 即动音圈结构. 其优点是固定的磁铁系统 可以比较大, 因而可以得到较强的磁场; 缺点是音圈输电线处于运动状态, 容易出现断路的问题. 同时 由于可运动的支承, 运动部件和环境的热接触很恶劣, 动音圈产生的热量会使运动部件的温度升高, 因 而音圈中所允许的最大电流较小. 当载荷对热特别敏感时, 可以把载荷与磁体相连, 即固定音圈结构. 该结构线圈的散热不再是大问题, 线圈允许的最大电流较大, 但为了减小运动部分的质量, 采用了较小 的磁铁, 因此磁场较弱 . 直线音圈电机可实现直接驱动, 且从旋转转为直线运动无后冲、也没有能量损失. 优选的引导方式 是与硬化钢轴相结合的直线轴承或轴衬. 可以将轴ö轴衬集成为一个整体部分. 重要的是要保持引导系 统的低摩擦, 以不降低电机的平滑响应特性. 典型旋转音圈电机是用轴ö球轴承作为引导系统, 这与传统电机是相同的. 旋转音圈电机提供的运 2　音圈电机主要结构形式及材料选用 2. 1　传统结构形式 如图2 所示, 在音圈电机的传统结构中, 有一个圆柱状线圈, 圆柱中心杆与包围在中心杆周围的永 图4　传统音圈电机结构图 Fig. 4　Conventional vo ice co il actuato r structure 久磁体形成的气隙, 在磁体和中心杆外部罩有一个软铁壳. 线圈在气隙 内沿圆柱轴向运动. 图4 为此传统结构音圈电机的轴测图. 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. 而有时根据行程, 磁体又可以比线圈长, 即短音圈结构. 长音圈结 构中的音圈长度要大于工作气隙长度与最大行程长度之和; 而短音圈结 构中的工作气隙长度大于音圈长度与最大行程长度之和. 长音圈结构充 分利用了磁密, 但由于音圈中只有一部分线圈处于工作气隙中, 所以电 功率利用不足; 短音圈结构则正好相反. 两种结构相比, 前者可以允许较 小的磁铁系统, 因此音圈电机的体积也可以比较小; 后者则体积较大, 但 功耗较小, 可以允许较大音圈电流. 与短线圈配置相比, 长音圈配置可以 提供更好的力2功率比, 且散热好. 而短音圈配置电时间延时较短, 质量较小, 且产生的电枢反动力小. 直线/旋转精密音圈电机 音圈电机是一种特殊形式的直接驱动电机. 具有结构简单、体积小、高速、高加速、响应快等特性. 其工作原理是, 通电线圈(导体) 放在磁场内就会产生力, 力的大小与施加在线圈上的电流成比例. 基于此原理制造的音圈电机运动形式可以为直线或者圆弧 音圈电机执行器，利用音圈电机特有的高响应、高加速度、高速度、体积小的特点，与导轨和高精度编码器组合，构成完整的闭环系统——音圈电机执行器。主要用于电子半导体、生物医学、磁碟机、汽车工业、一般工业等场合。可做高频运动：可达每秒钟30次往返运动。 SMAC音圈电机优势： 精确的力量，位置，加速度，速度控制 直接驱动执行器因此有很高的精度和重复定位精度 完整的位置测量系统与光栅尺和光学读数头（无磨损）搭配 超大尺寸的线性导轨，因此有很长的使用寿命 搭配电流间接力量检测（开关检测） 数字量和模拟量输入输出通道 运行中能随时进行力量模式，速度模式，位置模式的切换 极高的加速度和速度 可编程功能： 执行器可以完全通过编程实现力量，速度，位置的控制，并且能在三种模式下操作： 力量模式：力量模式是开环控制，不使用编码器回馈信息，实际位置仍然从编码器读取，但对输出不施加任何影响 速度模式：速度模式能让执行器的运动轴在给定的速度，加速度，力量值下运动，有代表性的“软着陆” 位置模式：位置模式允许执行器的运动轴根据行程使用的加速度，速度和力量移动到各种位置，它能执行绝对，相对和学习位置移动 应用领域：开关测试，汽车螺纹检测，缸径测量和凹槽测量，取放应用，攻牙，螺丝刀，包装，医药和生物行业，定位焊接，扫描 本公司同时提供控制卡;PLC；步进电机系统；交流伺服；直流伺服；直线电机；音圈电机；各种减速机（行星，谐波，摆线）；各种传感器；机器视觉；超高温，低温，真空，防爆电机；丝杠导轨等工业自动化全套产品承接各种自动化项目开发 更多 详情咨询： 13812617052    sunny_8409@sina.com    QQ:290372599 1.

音圈电机是一种特殊形式的直接驱动电机 . 具有结构简单、体积小、高速、高加速、响应快等特性 . 其工作原理是 , 通电线圈 ( 导体 ) 放在磁场内就会产生力 , 力的大小与施加在线圈上的电流成比例 . 基于此原理制造的音圈电机运动形式可以为直线或者圆弧    

关键字：音圈电机,直线电机,实验平台 产品说明：     本平台机械上主要由一台集成有直线导轨、直线轴承和高精度位置反馈元件的音圈直线电机构成，与其它伺服电机相比，音圈电机具有很高的频率响应特性，主要应用在短行程及需要高频直线运动的场合。最典型的应用是半导体芯片的引线焊接（wire bonding），目前国外先进的压缩机也采用音圈直线电机。 学生通过音圈电机实验平台实验后，可进一步拓展他们的创新和实验动手能力，可进一步了解在不同的应用场合可使用不同的伺服驱动方式，可拓宽学生们的视野。 详细的音圈直线电机实验平台规格型号请参考微纳科技官方网站：www.winnermotor.com