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音圈電機的介紹

音圈電機使用了在短行程上永磁體不線圈繞組產(chǎn)生一個作用力的原理。這種電機是直驅(qū)電機，也就是說由電機驅(qū)動器直接驅(qū)動，不需要任何的傳動環(huán)節(jié)。

要選擇一款合適的音圈電機，需要了解電機的運動應(yīng)用，電機運用的場合要求電機的尺寸，精度等，其次要根據(jù)負載正確計算出電機的峰值推力和持續(xù)推力。

首先介紹電機的集中運動應(yīng)用

音圈電機的幾種運動應(yīng)用

1. 兩點控制

一個音圈電機可以用于簡單的兩點運動。線圈在安裝了直線導(dǎo)軌后可以在固定的位置間移動，同時反向也可以。一個正向電流可以使音圈電機向某個方向移動，而反向電流會使音圈電機向另一個方向移動。在兩個末端，硬限位可以停止音圈電機移動，非常像氣動元件，此外音圈電機由電機驅(qū)動器控制，不需要像氣動元件那樣使用壓縮空氣。

作為一款兩點運動的電流驅(qū)動器, 雅科貝思的 EOD 能夠用于驅(qū)動音圈電機實現(xiàn)上述描述中的功能. 可調(diào)節(jié)的峰值電流，峰值電流持續(xù)時間以及持續(xù)電流的方便控制音圈電機的啟動與靜態(tài)時的保持推力。

2. 伺服控制

音圈電機同時也可以用作為伺服電機。除去直線導(dǎo)軌，類似直線編碼器的反饋裝置可以用于閉環(huán)控制。這種方式下，音圈電機的加速度，速度和停頓位置可以被精確的控制。

使用音圈電機的優(yōu)勢所在：

1. 移動載荷小

移動的線圈做到了低質(zhì)量和高加速度。依照直接驅(qū)動的方式，整定時間非常短。

2. 低電感

音圈電機的電感也做了很低。因此，電氣常數(shù)很低，使得音圈電機的反應(yīng)速度非常快。

3. 運動平滑

音圈電機沒有機械制動的阻力。因此，像絕大多數(shù)的無刷電機那樣沒有嵌齒效應(yīng)，因此可以做到平滑運動，甚至是在低速的情況下。

4. 可靠性

因為音圈電機的線圈和核心部分沒有接觸，所以沒有磨損和撕裂，也就提升了音圈電機的可靠性。

5. 力控制

音圈電機的力控制根據(jù)電流是線性發(fā)化控制的。這就是需要力控制的應(yīng)用采用音圈電機的可能。

典型應(yīng)用

• 2 點位移控制(像氣動元件)
• 取放系統(tǒng)
• 半導(dǎo)體設(shè)備平臺
• 視覺檢測
• 機械手
• 藥療設(shè)備

種類繁多的音圈電機如何選型

我們?yōu)榭蛻籼峁┝朔N類繁多的標準音圈電機。音圈電機的選型基于以下步驟：

1. 立體的機械尺寸要求

2. 行程和精度

3. 需要的推力

當(dāng)然標準設(shè)計無法滿足客戶的需求時，我們還能提供特制方案。

計算音圈電機所需的推力

為了應(yīng)用選擇一個正確型號的音圈電機，計算應(yīng)用所需的峰值推力和 RMS 推力是的。我們可以選擇峰值推力和持續(xù)推力分別大于應(yīng)用計算的峰值推力和持續(xù)推力的電機型號。

以下是如何爭取操作選型的案例。雅科貝思提供了一款可以自動計算和選擇型號的選型軟件幫助客戶選型。

1. 推力

在應(yīng)用中依照所需選擇峰值推力和持續(xù)推力是非常重要的。峰值推力依照牛頓第二定律，F = ma。我們可以用過已知的負載和運動所需的加速度計算出所需的峰值推力。

舉個例子，已知負載為 100 克，加速度為 40 m/s2，那么加速期間所需要的峰值推力為 4N。

2. RMS 推力

RMS 推力計算公式如下：

FRMS =√ ( Fp2×T1+ Fp2×T2 ) / ( T1+T2+T3 )

這里：

FRMS 是平方根號計算的力

Fp 是峰值推力

T1 是加速時間

T2 是減速時間

T3 是停滯時間

依照以上描述的例子，如果一個行程 4 毫米，運動時間 0.02 秒，速度為 400 毫米/秒，加速度 2G，峰值推力為 4N。假如停滯時間為 0.05 秒的話，依照以下公式：

FRMS = √ ( Fp2×T1+Fp2×T2 ) / ( T1+T2+T3 )

= √ ( 42×0.01+42×0.01 ) / ( 0.01+0.01+0.05)

= 2.14 N

因此，我們需要選擇一款峰值推力大于4N，持續(xù)推力大于2.14N的音圈電機。