基于三維磁場(chǎng)計(jì)算的永磁音圈電機(jī)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、音圈電機(jī)(VoiceCoilMotor，簡(jiǎn)稱VCM)是特種直線電機(jī)，其工作原理與揚(yáng)聲器的音圈類似。其最突出的特點(diǎn)是體積小、重量輕，動(dòng)作速度快，可以達(dá)到很高的定位精度，推力均勻。自從問(wèn)世以來(lái)，廣泛的應(yīng)用在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)設(shè)備、航天儀器(例如航天制冷機(jī))、精密測(cè)距儀器(例如霍爾位移測(cè)量裝置)、精密車床以及移動(dòng)電話中。目前，生產(chǎn)出的VCM電機(jī)廣泛應(yīng)用于消費(fèi)類和生產(chǎn)類市場(chǎng)，特別是高檔家用電器和計(jì)算機(jī)中。 針對(duì)目前我國(guó)VCM結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不足及工藝

2、的落后，本文結(jié)合現(xiàn)有的加工工藝，研究永磁VCM的設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)優(yōu)化，具體內(nèi)容如下： 首先，介紹VCM工作原理，以及內(nèi)磁式與外磁式、長(zhǎng)音圈與短音圈、動(dòng)圈式與動(dòng)鐵式、直線式與搖臂式等不同結(jié)構(gòu)VCM及相應(yīng)特點(diǎn)，闡述了力矩常數(shù)的意義及其對(duì)電機(jī)性能的影響，并詳細(xì)介紹了VCM在光盤驅(qū)動(dòng)器、硬盤驅(qū)動(dòng)器，以及在電刷試驗(yàn)臺(tái)(提供靜壓力)中的典型應(yīng)用。 其次，從電機(jī)電磁場(chǎng)的基本理論出發(fā)，介紹有限元及其在電磁場(chǎng)仿真計(jì)算中的應(yīng)用，并采用有限元軟件A

3、NSYS，結(jié)合實(shí)際算例，對(duì)VCM進(jìn)行建模和仿真。 再次，文中詳細(xì)介紹了永磁VCM的設(shè)計(jì)過(guò)程，提出了設(shè)計(jì)方法以供參考，其中包含了定量計(jì)算，包括了永磁體材料的選擇、體積的計(jì)算，音圈的設(shè)計(jì)(匝數(shù)計(jì)算及選型)，以及電機(jī)整體的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 最后，結(jié)合設(shè)計(jì)VCM應(yīng)當(dāng)遵循的原則，提出了若干結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。在理論推導(dǎo)和分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合仿真軟件ANSYS，對(duì)幾種結(jié)構(gòu)分別進(jìn)行了電機(jī)電磁場(chǎng)以及電機(jī)性能的仿真分析，其中包括：采用釹鐵硼永磁