音圈馬達(dá) (Voice Coil Actuator/ Voice Coil Motor)，是一種將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置，并實(shí)現(xiàn)直線型及有限擺角的運(yùn)動(dòng)。利用來自永1久磁鋼的磁場(chǎng)與通電線圈導(dǎo)體產(chǎn)生的磁場(chǎng)中磁極間的相互作用產(chǎn)生有規(guī)律的運(yùn)動(dòng)的裝置。因?yàn)橐羧︸R達(dá)是一種非換流型動(dòng)力裝置，其定位精度完全取決于反饋及控制系統(tǒng)，與音圈馬達(dá)本身無關(guān)。音圈電機(jī)——馬達(dá)在手機(jī)攝像頭中，這個(gè)移動(dòng)標(biāo)尺的功能由VCM馬達(dá)承擔(dān)。采用合適的定位反饋及感應(yīng)裝置其定位精度可以輕易達(dá)到10NM，加速度可達(dá)300g(實(shí)際加速度也取決于負(fù)載物的狀況)
音圈電機(jī)的原理
機(jī)械系統(tǒng)原理音圈電機(jī)經(jīng)常作為一個(gè)由磁體和線圈組成的零部件出售。線圈與磁體之間的較小氣隙通常是(0. 254～0. 381) mm，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(yùn)動(dòng)范圍，同時(shí)避免線圈與磁體間摩擦或碰撞。多數(shù)情況下，移動(dòng)載荷與線圈相連，即動(dòng)音圈結(jié)構(gòu)。 其優(yōu)點(diǎn)是固定的磁鐵系統(tǒng)可以比較大，因而可以得到較強(qiáng)的磁場(chǎng)；缺點(diǎn)是音圈輸電線處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，容易出現(xiàn)斷路的問題。同時(shí)由于可運(yùn)動(dòng)的支承，運(yùn)動(dòng)部件和環(huán)境的熱接觸很惡劣，動(dòng)音圈產(chǎn)生的熱量會(huì)使運(yùn)動(dòng)部件的溫度升高，因而音圈中所允許的較大電流較小，當(dāng)載荷對(duì)熱特別敏感時(shí)，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，線圈允許的較大電流較大，但為了減小運(yùn)動(dòng)部分的質(zhì)量，采用了較小的磁鐵，因此磁場(chǎng)較弱。對(duì)于點(diǎn)到點(diǎn)定位運(yùn)動(dòng)的場(chǎng)合額定速度必須大于平均速度,它們之間的關(guān)系和速度曲線的類型有關(guān)。
音圈電機(jī)的結(jié)構(gòu)形式
集中通量結(jié)構(gòu)形式在運(yùn)動(dòng)控制中，有時(shí)需要的力比傳統(tǒng)移動(dòng)音圈電機(jī)所 能提供的力要大，傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式的音圈電機(jī)不能滿足要求。 為解決此問題，需要提高音圈電機(jī)工作效率，為此應(yīng)合理 設(shè)計(jì)其結(jié)構(gòu)，盡量減少磁路漏磁。設(shè)計(jì)音圈電機(jī)時(shí)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(chǎn)生盡可能大的磁力。線圈一般是用銅或鋁線纏在非鐵磁的繞線筒上，外部涂上一層聚合體薄膜來絕緣。
音圈直線電機(jī)屬于直線
直流電機(jī)的一種,同樣也有行程的限制,無法太長(zhǎng),具有良好的動(dòng)態(tài)特性和直接驅(qū)動(dòng)。由它構(gòu)成的直線伺服系統(tǒng)能夠克服傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)加滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)方式的一些不足,具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、調(diào)速范圍寬、定位精度高等優(yōu)點(diǎn)。隨著設(shè)計(jì)水平與控制技術(shù)的不斷發(fā)展,音圈直線電機(jī)的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)展,目前在各類短行程的閉環(huán)伺服應(yīng)用中廣受歡迎。當(dāng)線圈在磁場(chǎng)內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)在線圈內(nèi)產(chǎn)生與線圈運(yùn)動(dòng)速度、磁場(chǎng)強(qiáng)度、和導(dǎo)線長(zhǎng)度成比例的電壓(即感應(yīng)電動(dòng)勢(shì))。
只要適當(dāng)控制通過線圈的電流就可以控制其運(yùn)動(dòng)。
一般在設(shè)計(jì)或選型音圈直線電機(jī)時(shí),需要重點(diǎn)考慮以下幾個(gè)參數(shù)。
(1)峰值推力:峰值推力FP為負(fù)載力FL、摩擦力FF以及使物體產(chǎn)生加速度的作用力FM的總和,即:FP=FL+FF+FM