CN108183593B - 均匀平行磁场式音圈电机 - Google Patents

均匀平行磁场式音圈电机 Download PDF

Info

Publication number
CN108183593B
CN108183593B CN201711244940.5A CN201711244940A CN108183593B CN 108183593 B CN108183593 B CN 108183593B CN 201711244940 A CN201711244940 A CN 201711244940A CN 108183593 B CN108183593 B CN 108183593B
Authority
CN
China
Prior art keywords
voice coil
iron core
soft iron
shell
permanent magnet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201711244940.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108183593A (zh
Inventor
孙凤
赵智宇
李强
徐方超
金俊杰
韦伟
苗立国
周冉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenyang University of Technology
Original Assignee
Shenyang University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenyang University of Technology filed Critical Shenyang University of Technology
Priority to CN201711244940.5A priority Critical patent/CN108183593B/zh
Publication of CN108183593A publication Critical patent/CN108183593A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108183593B publication Critical patent/CN108183593B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K41/00—Propulsion systems in which a rigid body is moved along a path due to dynamo-electric interaction between the body and a magnetic field travelling along the path
    • H02K41/02—Linear motors; Sectional motors
    • H02K41/035—DC motors; Unipolar motors
    • H02K41/0352—Unipolar motors
    • H02K41/0354—Lorentz force motors, e.g. voice coil motors
    • H02K41/0356—Lorentz force motors, e.g. voice coil motors moving along a straight path

Abstract

一种均匀平行磁场式音圈电机，其特征在于：该电机包括垫片（2）、音圈支架（3）、导向轴（4）、漆包线圈（5）、陶瓷直线轴承（7）、永磁环（8）、散热环（9）、软铁芯（10）和外壳（11）；音圈电机属于特种直线电机，广泛应用于光盘驱动器、硬盘驱动器、扫描仪、透镜聚焦、激光切割、医疗器械、航空航天等精密定位系统。其工作原理是通电线圈在磁场内运动会产生磁力，磁力的大小与通电电流的大小成比例。

Description

均匀平行磁场式音圈电机
技术领域
本发明属于音圈电机设计技术，具体涉及一种均匀平行磁场式音圈电机。
背景技术
音圈电机是一种特殊形式的、不需要任何的中间转换机构可以直接把电信号转换为位移信号的直线驱动电机。具有结构简单、体积小、响应速度快、频率高、推力均匀、加速度大、精度高、维护方便等特点，由于音圈电机的众多优点，近年来受到了广泛关注。但是目前的应用上效果都不理想。
发明内容
发明目的：
均匀平行磁场式音圈电机，其目的是解决以往所存在的问题。
技术方案：
一种均匀平行磁场式音圈电机，其特征在于：该电机包括垫片（2）、音圈支架（3）、导向轴（4）、漆包线圈（5）、陶瓷直线轴承（7）、永磁环（8）、散热环（9）、软铁芯（10）和外壳（11）；永磁环（8）安装在软铁芯（10）的外表面，软铁芯（10）的外部套有外壳（11），软铁芯（10）与外壳（11）之间留有供音圈支架（3）往返穿梭的气隙；永磁环（8）的个数根据音圈电机运动行程调节，永磁环（8）由若干块瓦形永磁铁构成，本发明采用8块，瓦形永磁铁采用径向磁化，磁极分布为外N内S或者外S内N；采用这种瓦形永磁铁构成的永磁环，由于所有瓦形永磁铁磁化方向一致，可以更好的在气隙内形成均匀的平行磁场。使音圈电机控制简单、运动行程长。永磁环（8）与散热环（9）沿着铁芯（10）的轴向交替排列安装；软铁芯（10）顶部开有凹槽，将陶瓷直线轴承（7）放于该凹槽内；导向轴（4）穿过陶瓷直线轴承（7）后伸进软铁芯（10）内并能相对于该软铁芯（10）组轴向的相对移动；音圈支架（3）安装在导向轴（4）上；漆包线圈（5）缠绕在音圈支架（3）上，并用强力胶将漆包线圈（5）固定住；并能随着音圈支架（3）穿梭于软铁芯（10）与外壳（11）之间的气隙，使用时，漆包线圈（5）与音圈支架（3）在软铁芯（10）与外壳（11）所构成的气隙内沿外壳（11）轴向移动。
音圈支架（3）的内表面与软铁芯（10）的外表面距离应适宜，漆包线圈（5）的外表面与铁壳（11）的内表面距离最小，且不能干涉，外壳（11）安装在软铁芯（10）上。
软铁芯（10）上端设置有堵头（6），以挡住陶瓷直线轴承（7）。
外壳（11）的底部与软铁芯（10）底部之间通过内六角圆柱头螺钉（12）固定。
音圈支架（3）通过六角螺母（1）固定在导向轴（4）上。
优点效果：
本发明提出一种均匀平行磁场式音圈电机，该音圈电机具有控制简单、漏磁少、产生磁通量大、磁通密度大、响应速度快等特点。
该均匀平行磁场式音圈电机有以下优点：永磁环产生的磁感线由永磁环N极、外壳、软铁芯回到永磁环的S极，形成闭合磁路。由于永磁环是由若干块瓦形永磁铁拼接而成，磁化方向一致，所以在整个气隙内形成均匀平行磁场，使线圈在有效的空间内最大程度的切割磁感线。该均匀平行磁场式音圈电机特征在于可以根据动子运动行程长短来选择永磁环的个数。本发明的结构紧密使磁通得到充分利用，漏磁大幅度减少。本发明的永磁环与散热环的厚度采用一定比例，可以有助于形成均匀平行磁场。
由于本结构的永磁环由8块瓦形永磁铁构成，瓦形永磁铁磁化方向一致，每个永磁环之间有斥力，采用堵头固定住所有永磁环，同时堵头可以防止漏磁现象发生，音圈电机工作过程有热量产生，采用铝环起散热作用。导向轴起导向作用，防止漆包线圈与软铁芯外表面与外壳内表面干涉。
该均匀磁场式音圈电机以音圈支架、漆包线圈等作为动子运动，永磁环、软铁芯等作为定子。当给漆包线圈通电时，动子会在磁力的作用下振动。
导向轴材料为铝合金，在运动过程中不受磁场的影响；音圈支架的材料为环氧棒；直线轴承采用陶瓷材料；漆包线圈采用具有导体和绝缘层的细铜丝缠绕而成；堵头与散热环均采用铝合金材料；永磁环材料采用钕铁硼；软铁芯与外壳材料为纯铁棒加工而成。
音圈电机属于特种直线电机，广泛应用于光盘驱动器、硬盘驱动器、扫描仪、透镜聚焦、激光切割、医疗器械、航空航天等精密定位系统。 其工作原理是通电线圈在磁场内运动会产生磁力，磁力的大小与通电电流的大小成比例。
附图说明
图1为本发明整体结构剖视图。
图2为构成的永磁环结构图。
图中：1-六角螺母；2-垫片；3-音圈支架；4-导向轴；5-漆包线圈；6-堵头；7-陶瓷直线轴承；8-永磁环；9-散热环；10-软铁芯；11-外壳；12-内六角圆柱头螺钉。
具体实施方式
如附图1所示：一种均匀平行磁场式音圈电机，其特征在于：该电机包括垫片（2）、音圈支架（3）、导向轴（4）、漆包线圈（5）、陶瓷直线轴承（7）、永磁环（8）、散热环（9）、软铁芯（10）和外壳（11）；永磁环（8）安装在软铁芯（10）的外表面，软铁芯（10）的外部套有外壳（11），软铁芯（10）与外壳（11）之间留有供音圈支架（3）往返穿梭的气隙；永磁环（8）的个数根据音圈电机运动行程调节，永磁环（8）由若干块瓦形永磁铁构成，本发明采用8块，瓦形永磁铁采用径向磁化，磁极分布为外N内S或者外S内N；采用这种瓦形永磁铁构成的永磁环，由于所有瓦形永磁铁磁化方向一致，可以更好的在气隙内形成均匀的平行磁场。使音圈电机控制简单、运动行程长。永磁环（8）与散热环（9）沿着铁芯（10）的轴向交替排列安装；软铁芯（10）顶部开有凹槽，将陶瓷直线轴承（7）放于该凹槽内；导向轴（4）穿过陶瓷直线轴承（7）后伸进软铁芯（10）内并能相对于该软铁芯（10）组轴向的相对移动；音圈支架（3）安装在导向轴（4）上；漆包线圈（5）缠绕在音圈支架（3）上，并用强力胶将漆包线圈（5）固定住；并能随着音圈支架（3）穿梭于软铁芯（10）与外壳（11）之间的气隙，使用时，漆包线圈（5）与音圈支架（3）在软铁芯（10）与外壳（11）所构成的气隙内沿外壳（11）轴向移动。
音圈支架（3）的内表面与软铁芯（10）的外表面距离应适宜，漆包线圈（5）的外表面与铁壳（11）的内表面距离最小，且不能干涉，外壳（11）安装在软铁芯（10）上。
软铁芯（10）上端设置有堵头（6），以挡住陶瓷直线轴承（7）。
外壳（11）的底部与软铁芯（10）底部之间通过内六角圆柱头螺钉（12）固定。
音圈支架（3）通过六角螺母（1）固定在导向轴（4）上。
在软铁芯10外表面安装永磁环8；永磁环8由8块瓦形永磁铁拼合而成，瓦形永磁铁采用径向磁化，磁化方向一致；磁极分布为外端N极，内端S极；磁感线由永磁环N极经过外壳11、软铁芯10回到永磁环S极，由于软铁芯10与外壳11均导磁，可以在气隙内更容易形成均匀的平行磁场，在同等电流下给漆包线圈通电时，使音圈电机出力更大。
将瓦形永磁铁内端S极贴近软铁芯10外表面安装，采用强力胶与软铁芯10外表面粘接，在安装完成整个永磁环8后安装散热环9，永磁环8与散热环9交替排列。
在软铁芯10的顶部留有凹槽口，将陶瓷直线轴承7放在凹槽内，软铁芯10与堵头6连接，同时陶瓷直线轴承7被堵头6固定在凹槽内。
导向轴4穿过陶瓷直线轴承7，将音圈支架3安装在导向轴4上。
漆包线圈5缠绕在音圈支架3的外表面，并用强力胶粘住漆包线圈5，音圈支架3与漆包线圈5安装在导向轴4上，同时由软铁芯10与外壳11包围着，工作时音圈支架3、导向轴4、漆包线圈5作为动子。
软铁芯10与外壳11由纯铁棒加工而成，将外壳11安装在软铁芯10上，软铁芯10与外壳11等作为定子。
永磁环8产生的磁感线经过永磁环8的N极、外壳11、软铁芯10、回到永磁环8的S极，由于本发明结构的永磁环有若干块瓦形永磁铁拼接而成，瓦形永磁铁磁化方向一致；因此在软铁芯10的外壁与外壳11构成的气隙中形成均匀的平行磁场；软铁芯10与外壳11的壁厚要适宜，壁厚太厚，永磁环8产生的磁感线会大量通过软铁芯10和外壳11，导致气隙内的磁感线较少；壁厚太薄，会有磁饱和效应产生；本发明通过仿真分析采用适宜壁厚，使磁感线最大程度的分布在气隙内。

Claims (2)

1.一种均匀平行磁场式音圈电机，其特征在于：该电机包括垫片（2）、音圈支架（3）、导向轴（4）、漆包线圈（5）、陶瓷直线轴承（7）、永磁环（8）、散热环（9）、软铁芯（10）和外壳（11）；永磁环（8）安装在软铁芯（10）的外表面，软铁芯（10）的外部套有外壳（11），软铁芯（10）与外壳（11）之间留有供音圈支架（3）往返穿梭的气隙；永磁环（8）的个数根据音圈电机运动行程调节，永磁环（8）由若干块瓦形永磁铁构成，瓦形永磁铁采用径向磁化，磁极分布为外N内S或者外S内N；永磁环（8）与散热环（9）沿着铁芯（10）的轴向交替排列安装；软铁芯（10）顶部开有凹槽，将陶瓷直线轴承（7）放于该凹槽内；导向轴（4）穿过陶瓷直线轴承（7）后伸进软铁芯（10）内并能相对于该软铁芯（10）组轴向的相对移动；音圈支架（3）安装在导向轴（4）上；漆包线圈（5）缠绕在音圈支架（3）上；并能随着音圈支架（3）穿梭于软铁芯（10）与外壳（11）之间的气隙，使用时，漆包线圈（5）与音圈支架（3）在软铁芯（10）与外壳（11）所构成的气隙内沿外壳（11）轴向移动；
漆包线圈（5）的外表面与铁壳（11）的内表面距离最小，且不能干涉，外壳（11）安装在软铁芯（10）上；
软铁芯（10）上端设置有堵头（6），以挡住陶瓷直线轴承（7）；
外壳（11）的底部与软铁芯（10）底部之间通过内六角圆柱头螺钉（12）固定。
2.根据权利要求1所述的均匀平行磁场式音圈电机，其特征在于：音圈支架（3）通过六角螺母（1）固定在导向轴（4）上。
CN201711244940.5A 2017-11-30 2017-11-30 均匀平行磁场式音圈电机 Active CN108183593B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711244940.5A CN108183593B (zh) 2017-11-30 2017-11-30 均匀平行磁场式音圈电机

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711244940.5A CN108183593B (zh) 2017-11-30 2017-11-30 均匀平行磁场式音圈电机

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108183593A CN108183593A (zh) 2018-06-19
CN108183593B true CN108183593B (zh) 2020-10-16

Family

ID=62545435

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711244940.5A Active CN108183593B (zh) 2017-11-30 2017-11-30 均匀平行磁场式音圈电机

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108183593B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110086319A (zh) * 2019-06-04 2019-08-02 昆山同茂电子有限公司 一种带直线轴承导向的音圈电机
CN110471159A (zh) * 2019-08-01 2019-11-19 湖北三江航天险峰电子信息有限公司 一种快速调-聚焦移动平台
CN112600386A (zh) * 2020-12-16 2021-04-02 深圳市欧亚激光智能科技有限公司 一种3d动态聚焦z轴音圈电机
CN116231931B (zh) * 2023-03-02 2024-01-05 包头江馨微电机科技有限公司 一种导向结构及音圈电机

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2115601U (zh) * 1991-10-26 1992-09-09 成宏年 微型吊扇电机转子
CN2262324Y (zh) * 1996-05-09 1997-09-10 梁世芳 扬声器磁体
CN101012609A (zh) * 2006-02-02 2007-08-08 重机公司 缝纫机的夹线装置
CN201041979Y (zh) * 2007-06-06 2008-03-26 华中科技大学 一种直流直线音圈电机
CN201868176U (zh) * 2010-11-05 2011-06-15 深圳市亚欣电器制造有限公司 音圈电磁铁
CN205830007U (zh) * 2016-07-07 2016-12-21 浙江欧赛电子有限公司 一种易于散热的扬声器

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05314683A (ja) * 1992-05-07 1993-11-26 Hitachi Maxell Ltd ボイスコイルモータ
US9298106B1 (en) * 2011-09-07 2016-03-29 Kla-Tencor Corporation Wafer stage with reciprocating wafer stage actuation control
CN107086758B (zh) * 2017-06-01 2023-08-11 哈尔滨工业大学 一种具有平行磁场的圆柱型直线运动音圈电机定子磁铁

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2115601U (zh) * 1991-10-26 1992-09-09 成宏年 微型吊扇电机转子
CN2262324Y (zh) * 1996-05-09 1997-09-10 梁世芳 扬声器磁体
CN101012609A (zh) * 2006-02-02 2007-08-08 重机公司 缝纫机的夹线装置
CN201041979Y (zh) * 2007-06-06 2008-03-26 华中科技大学 一种直流直线音圈电机
CN201868176U (zh) * 2010-11-05 2011-06-15 深圳市亚欣电器制造有限公司 音圈电磁铁
CN205830007U (zh) * 2016-07-07 2016-12-21 浙江欧赛电子有限公司 一种易于散热的扬声器

Also Published As

Publication number Publication date
CN108183593A (zh) 2018-06-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108183593B (zh) 均匀平行磁场式音圈电机
KR101492172B1 (ko) 일체형 권선을 활용한 반경 방향 및 축 방향 자속 일체형 모터
AU2011213438A1 (en) Magnetic levitation supporting structure for vertical shaft disc-type motor
US20220190700A1 (en) Method and apparatus for power generation
KR102110788B1 (ko) 자기 기어 장치
CN108880184A (zh) 一种新型短动子凸极结构的直线旋转永磁作动器
JP2011239650A (ja) 永久磁石埋め込み回転子
CN101938208A (zh) 一种轴式直线电机
CN109412370A (zh) 磁通切换式直线旋转永磁作动器
US20230022202A1 (en) Ultra-micro voice coil motor based on micro-electro-mechanical system three-dimensional coil
CN107959367A (zh) 一种双定子混合励磁涡流阻尼装置
CN111927885B (zh) 一种永磁偏置轴向磁轴承
JP2010158140A (ja) リニアモータ
CN109038991A (zh) 一种36/4结构高速永磁电机
CN117335633A (zh) 具有内嵌柔顺机构的法应力电磁致动器
US20210265902A1 (en) Linear motor with flange magnetic yoke nested in coil
CN211239723U (zh) 一种无推力盘的五自由度磁悬浮电机
CN211209558U (zh) 一种圆筒型音圈电机磁性重力补偿器及音圈电机及其组件
CN111030414A (zh) 一种单相圆筒形直线振荡电机
CN219041597U (zh) 一种定子永磁式双励磁磁阻角度电机
JPH06189518A (ja) リニアモータ
CN213279460U (zh) 直线音圈电机
CN114285241B (zh) 一种无绕组式盘式电机
CN217271451U (zh) 一种三自由度混合磁轴承
RU131919U1 (ru) Низкооборотный генератор электрического тока

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant