音圈電機是怎么工作的 其原理有哪些
發表時間:2019-06-18 15:05:17 瀏覽次數:3401
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、機械系統原理。
一、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。
力的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.在最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.鐵磁圓筒內部是由永久磁鐵產生的磁場,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,與永久磁體的一端相連,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。
二、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生的感應電動勢,以及通過線圈的漏感壓降。
三、機械系統原理:
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.其優點是固定的磁鐵系統可以比較大,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,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最大電流較小.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,線圈允許的最大電流較大,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 。
直線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.優選的引導方式是與硬化鋼軸相結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系統的低摩擦,以不降低電機的平滑響應特性。
典型旋轉音圈電機是用軸球軸承作為引導系統,這與傳統電機是相同的.旋轉音圈電機提供的運動非常光滑,成為需要快速響應、有限角激勵應用中的首選裝置.比如萬向節裝配。