音圈電機是怎么工作的 其原理有哪些
發(fā)表時間:2019-06-18 15:05:17 瀏覽次數(shù):3941
音圈電機電機基本原理可以分三大類,分別是磁學(xué)原理、電子學(xué)原理、機械系統(tǒng)原理。
一、磁學(xué)原理:
音圈電機的工作原理是依據(jù)安培力原理,即通電導(dǎo)體放在磁場中,就會產(chǎn)生力F,力的大小取決于磁場強弱B,電流五以及磁場和電流的方向。
力的方向是電流方向和磁場向量的函數(shù),是二者的相互作用.如果磁場和導(dǎo)線長度為常量,則產(chǎn)生的力與輸入電流成比例.在最簡單的音圈電機結(jié)構(gòu)形式中,直線音圈電機就是位于徑向電磁場內(nèi)的一個管狀線圈繞組.鐵磁圓筒內(nèi)部是由永久磁鐵產(chǎn)生的磁場,這樣的布置可使貼在線圈上的磁體具有相同的極性.鐵磁材料的內(nèi)芯配置在線圈軸向中心線上,與永久磁體的一端相連,用來形成磁回路.當(dāng)給線圈通電時,根據(jù)安培力原理,它受到磁場作用,在線圈和磁體之間產(chǎn)生沿軸線方向的力.通電線圈兩端電壓的極性決定力的方向.
將圓形管狀直線音圈電機展開,兩端彎曲成圓弧,就成為旋轉(zhuǎn)音圈電機.旋轉(zhuǎn)音圈電機力的產(chǎn)生方式與直線音圈電機類似.只是旋轉(zhuǎn)音圈電機力是沿著弧形圓周方向產(chǎn)生的。
二、電子學(xué)原理:
音圈電機是單相兩極裝置.給線圈施加電壓則在線圈里產(chǎn)生電流,進而在線圈上產(chǎn)生與電流成比例的力,使線圈在氣隙內(nèi)沿軸向運動.通過線圈的電流方向決定其運動方向.當(dāng)線圈在磁場內(nèi)運動時,會在線圈內(nèi)產(chǎn)生與線圈運動速度、磁場強度、和導(dǎo)線長度成比例的電壓(即感應(yīng)電動勢).驅(qū)動音圈電機的電源必須提供足夠的電流滿足輸出力的需要,且要克服線圈在最大運動速度下產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢,以及通過線圈的漏感壓降。
三、機械系統(tǒng)原理:
音圈電機經(jīng)常作為一個由磁體和線圈組成的零部件出售.根據(jù)需要此氣隙可以增大,只是需要確定引導(dǎo)系統(tǒng)允許的運動范圍,同時避免線圈與磁體間摩擦或碰撞.多數(shù)情況下,移動載荷與線圈相連,即動音圈結(jié)構(gòu).其優(yōu)點是固定的磁鐵系統(tǒng)可以比較大,因而可以得到較強的磁場;缺點是音圈輸電線處于運動狀態(tài),容易出現(xiàn)斷路的問題.同時由于可運動的支承,運動部件和環(huán)境的熱接觸很惡劣,動音圈產(chǎn)生的熱量會使運動部件的溫度升高,因而音圈中所允許的最大電流較小.當(dāng)載荷對熱特別敏感時,可以把載荷與磁體相連,即固定音圈結(jié)構(gòu).該結(jié)構(gòu)線圈的散熱不再是大問題,線圈允許的最大電流較大,但為了減小運動部分的質(zhì)量,采用了較小的磁鐵,因此磁場較弱 。
直線音圈電機可實現(xiàn)直接驅(qū)動,且從旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)為直線運動無后沖、也沒有能量損失.優(yōu)選的引導(dǎo)方式是與硬化鋼軸相結(jié)合的直線軸承或軸襯.可以將軸觸襯集成為一個整體部分.重要的是要保持引導(dǎo)系統(tǒng)的低摩擦,以不降低電機的平滑響應(yīng)特性。
典型旋轉(zhuǎn)音圈電機是用軸球軸承作為引導(dǎo)系統(tǒng),這與傳統(tǒng)電機是相同的.旋轉(zhuǎn)音圈電機提供的運動非常光滑,成為需要快速響應(yīng)、有限角激勵應(yīng)用中的首選裝置.比如萬向節(jié)裝配。