大家對音圈電機的認知是停留在哪里呢？結構簡單體積小、高速、高加速響應快！其實音圈電機電機基本原理可以分三大類，分別是磁學原理、電子學原理、機械系統(tǒng)原理。下面和小編一起解讀音圈電機的奧秘吧！

在音圈電機的傳統(tǒng)結構中，有一個圓柱狀線圈，圓柱中心桿與包圍在中心桿周圍的磁體形成的氣隙，在磁體和中心桿外部罩有一個軟鐵殼。線圈在氣隙內沿圓柱軸向運動。依據線圈行程，線圈的軸向長度可以超出磁鐵軸向長度，即長音圈結構。而有時根據行程，磁體又可以比線圈長，即短音圈結構。長音圈結構中的音圈長度要大于工作氣隙長度與行程長度之和；而短音圈結構中的工作氣隙長度大于音圈長度與行程長度之和。長音圈結構充分利用了磁密，但由于音圈中只有一部分線圈處于工作氣隙中，所以電功率利用不足；短音圈結構則正好相反。兩種結構相比，前者可以允許較小的磁鐵系統(tǒng)，因此音圈電機的體積也可以比較??；后者則體積較大，但功耗較小，可以允許較大音圈電流。與短線圈配置相比，長音圈配置可以提供力2功率比，且散熱好。且產生的電樞反動力小。

集中通量結構形式：

在運動控制中，有時需要的力比傳統(tǒng)移動音圈電機所能提供的力要大，傳統(tǒng)結構形式的音圈電機不能滿足要求。為解決此問題，需要提高音圈電機工作效率，為此應合理設計其結構，盡量減少磁路漏磁。設計音圈電機時總是希望磁鋼的磁力線盡可能多地通過氣隙，以提高氣隙磁密，從而產生盡可能大的磁力。采用集中磁通技術，能夠使制造的電機氣隙磁密等于甚至大于磁體中的剩余量?；谠摷夹g的電機內部是一個一端封閉的空心圓柱磁鐵。圓柱內部形成N極，圓柱的外部形成S極緊貼磁體外部由一個。也有一端封閉的軟鐵圓柱殼罩住，軟鐵殼的開口端伸出磁體開口端。由軟鐵制成的圓柱芯在磁體內部緊緊貼合，并從其開口端伸出。殼的內表面與圓柱芯的外表面之間的環(huán)形空間形成氣隙，圓柱狀線圈可在氣隙中沿軸向運動。該電機結構形式允許磁體面大于氣隙面。這樣的設計不會引起泄漏，幾乎從磁體表面發(fā)出的所有磁力線都通過氣隙。

集中磁通技術的音圈電機結構：

若要求在盡可能小的直徑情況下，獲得輸出力，可采用專有的交叉存取磁電路技術。與傳統(tǒng)結構以及集中磁通量結構相比，其性能特性不變，而軸向尺寸更長，但直徑尺寸減小，其磁體質量較小，但線圈趨于更重交叉存取磁電路音圈的突出優(yōu)點是線圈漏感較小，電時間延遲非常短。

1、磁學原理

音圈電機的工作原理是依據安培力原理，即通電導體放在磁場中，就會產生力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。 方向是電流方向和磁場向量的函數，是二者的相互作用。如果磁場和導線長度為常量，則產生的力與輸入電流成比例。在簡單的音圈電機結構形式中，直線音圈電機就是位于徑向電磁場內的一個管狀線圈繞組。

鐵磁圓筒內部是由磁鐵產生的磁場，這樣的布置可使貼在線圈上的磁體具有相同的極性。鐵磁材料的內芯配置在線圈軸向中心線上，與磁體的一端相連，用來形成磁回路。當給線圈通電時，根據安培力原理，它受到磁場作用，在線圈和磁體之間產生沿軸線方向的力。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，就成為旋轉音圈電機。旋轉音圈電機力的產生方式與直線音圈電機類似。只是旋轉音圈電機力是沿著弧形圓周方向產生的。

2、電子學原理

音圈電機是單相兩極裝置。給線圈施加電壓則在線圈里產生電流，進而在線圈上產生與電流成比例的力，使線圈在氣隙內沿軸向運動。通過線圈的電流方向決定其運動方向。當線圈在磁場內運動時，會在線圈內產生與線圈運動速度、磁場強度、和導線長度成比例的電壓（即感應電動勢）。驅動音圈電機的電源得提供足夠的電流滿足輸出力的需要，且要克服線圈在大運動速度下產生的感應電動勢，以及通過線圈的漏感壓降。

3、機械系統(tǒng)原理

音圈電機經常作為一個由磁體和線圈組成的零部件出售。根據需要此氣隙可以增大，只是需要確定引導系統(tǒng)允許的運動范圍，同時避免線圈與磁體間摩擦或碰撞。多數情況下，移動載荷與線圈相連，即動音圈結構。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，動音圈產生的熱量會使運動部件的溫度升高，因而音圈中所允許的大電流較小。當載荷對熱特別敏感時，可以把載荷與磁體相連，即固定音圈結構。該結構線圈的散熱不再是大問題，線圈允許的大電流較大，但為了減小運動部分的質量，采用了較小的磁鐵，因此磁場較弱 。

音圈電機可實現直接驅動，且從旋轉轉為直線運動無后沖、也沒有能量損失。優(yōu)較好的引導方式是與硬化鋼軸相結合的直線軸承或軸襯?？梢詫⑤S觸襯集成為一個整體部分。重要的是要保持引導系統(tǒng)的低摩擦，以不降低電機的平滑響應特性。

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