音圈电机应用场合你知道多少?
eetrendadi 2023-12-01

音圈电机(Voice Coil Motor)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还不多见

音圈电机结构简单,高精密率,高响应,免维护,无齿槽效应,不需要换向,音圈电机主要应用于以下方面:

01 光学系统领域

音圈电机和直线电机广泛应用于光学、微电子及测量领域的光学扫描、定位、瞄准、跟踪和稳定, 对透镜或反射镜进行精密的运动控制。

比如摄像机、数码相机及显微镜的自动调焦, 激光切割设备 Z 轴的动态聚焦,光盘驱动器的聚焦和寻轨, 以及天文望远镜中快速反射镜的偏摆控制等。

02 半导体设备领域

半导体制造与封装过程中,大多数场合都需要高速高精度的运动控制。音圈电机的优良特性正好可以满足这些需求。在点胶机、引线键合机、PCB 钻孔机、光刻机、晶圆的取放以及元件检测等设备中均有使用。

03 振动控制领域

一种是作为振动源, 即激振设备来使用。

电动式激振器是实施振动和冲击试验, 进行机械结构动力特性测试、疲劳试验的常用设备, 一般小型激振器多采用永磁式, 而较大型的激振器 (即振动台)多采用励磁式。

另一种是用作减振器, 即消除振动的不利影响。

电动式吸振器的可以通过主动施加合适的阻尼力来吸收振动系统的振动能量, 以抵消或减轻激振力, 从而减小或隔离振动的传递。

04 直线压缩机和控制阀领域

直线式压缩机在采用直线电机直接驱动活塞构成后,可以消除传统往复式压缩机由于活塞与缸体之间侧向力所引起的磨损、振动及噪声, 广泛应用在冰箱、斯特林制冷器等设备中。

音圈/直线电机还可以用于工业和医疗设备的精密控制阀, 如汽车发动机气门, 电液伺服阀、辅助呼吸压力控制阀和血液循环辅助泵等。

05 机械加工领域

普通车床一般只能加工圆截面的回转体零件, 对于某些具有非圆截面的零件则很难加工出来。采用大推力直线电机直接驱动刀具作径向的高频往复运动, 则可实现非圆截面形状零件的加工。

目前,同茂直线电机自主研发生产的直线电机和音圈电机在凸轮、中凸变椭圆活塞以及波瓣形轴承外环滚道的加工中均有应用, 在激光切割机和电磁式冲压机也有应用。

06 其它领域

其它领域也有很多的应用,如3D打印、绘图机;某些需要张力 (或压力 )控制及位移 /力量混合控制的应用场合, 如绕线机、超声波焊接等。

音圈电机应用原则

音圈电机有它独特的应用,是旋转电机所不能替代的。但是并不是任何场合使用直线感应电机都能取得良好效果。为此必须首先了解音圈电机的应用原则,以便能恰到好处地应用它。其应用原则有以下几个方面:

1.选择合适的运动速度。音圈电机的运动速度与同步速度有关,而同步速度又正比于极距。因此极距的选择范围决定了运动速度的选择范围。

2.要有合适的推力。旋转电机可以适应很大的推力范围。将旋转电机配上不同的变速箱,可以得到不同的转速和转矩。在低速的场合,转矩可以扩大几十到几百倍,以至于用一个很小的旋转电机就可以推动一个很大的负载,当然功率是守恒的。音圈电机则不同,它无法用变速箱改变速度和推力,因此它的推力无法扩大。要得到比较大的推力,只有依靠加大电动机的尺寸。这有时是不经济的。一般来说,在工业应用中,音圈电机适用于推动轻载。

3.要有合适的往复频率。在工业应用中,音圈电机是往复运动的。为了达到较高的劳动生产率,要求有较高的往复频率。

4.要有合适的定位精度。在许多应用场合,电动机运行到位时由机械限位使之停止运动。为了使在到位时冲击小,可以加上机械缓冲装置。在没有机械限位的场合,比较简单的定位方法是,在到位前通过行程开关控制,对电机做反接制动或能耗制动,使在到位时停下来。而音圈电机具有非常高的定位精度。

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