音圈電機(jī)(Voice Coil Motor)是一種特殊形式的直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單體積小、高速、高加速響應(yīng)快等特性。其工作原理是，通電線圈(導(dǎo)體)放在磁場(chǎng)內(nèi)就會(huì)產(chǎn)生力，力的大小與施加在線圈上的電流成比例.基于此原理制造的音圈電機(jī)運(yùn)動(dòng)形式可以為直線或者圓弧。

近年來，隨著對(duì)高速高精度定位系統(tǒng)性能要求的提高和音圈電機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，音圈電機(jī)不僅被廣泛用在磁盤、激光唱片定位等精密定位系統(tǒng)中，在許多不同形式的高加速、高頻激勵(lì)上也得到廣泛應(yīng)用.如，光學(xué)系統(tǒng)中透鏡的定位;機(jī)械工具的多坐標(biāo)定位平臺(tái);醫(yī)學(xué)裝置中精密電子管、真空管控制;在柔性機(jī)器人中，為使末端執(zhí)行器快速、精確定位，還可以用音圈電機(jī)來有效地抑制振動(dòng) 但有關(guān)音圈電機(jī)詳細(xì)技術(shù)原理的還不多見

音圈電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，高精密率，高響應(yīng)，免維護(hù)，無齒槽效應(yīng)，不需要換向，音圈電機(jī)主要應(yīng)用于以下方面：

01光學(xué)系統(tǒng)領(lǐng)域

音圈電機(jī)和直線電機(jī)廣泛應(yīng)用于光學(xué)、微電子及測(cè)量領(lǐng)域的光學(xué)掃描、定位、瞄準(zhǔn)、跟蹤和穩(wěn)定， 對(duì)透鏡或反射鏡進(jìn)行精密的運(yùn)動(dòng)控制。

比如攝像機(jī)、數(shù)碼相機(jī)及顯微鏡的自動(dòng)調(diào)焦，激光切割設(shè)備 Z 軸的動(dòng)態(tài)聚焦，光盤驅(qū)動(dòng)器的聚焦和尋軌， 以及天文望遠(yuǎn)鏡中快速反射鏡的偏擺控制等。

02半導(dǎo)體設(shè)備領(lǐng)域

半導(dǎo)體制造與封裝過程中，大多數(shù)場(chǎng)合都需要高速高精度的運(yùn)動(dòng)控制。音圈電機(jī)的優(yōu)良特性正好可以滿足這些需求。在點(diǎn)膠機(jī)、引線鍵合機(jī)、PCB 鉆孔機(jī)、光刻機(jī)、晶圓的取放以及元件檢測(cè)等設(shè)備中均有使用。

03振動(dòng)控制領(lǐng)域

一種是作為振動(dòng)源， 即激振設(shè)備來使用。

電動(dòng)式激振器是實(shí)施振動(dòng)和沖擊試驗(yàn)， 進(jìn)行機(jī)械結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性測(cè)試、疲勞試驗(yàn)的常用設(shè)備， 一般小型激振器多采用永磁式， 而較大型的激振器 （即振動(dòng)臺(tái)）多采用勵(lì)磁式。

另一種是用作減振器， 即消除振動(dòng)的不利影響。

電動(dòng)式吸振器的可以通過主動(dòng)施加合適的阻尼力來吸收振動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)能量， 以抵消或減輕激振力， 從而減小或隔離振動(dòng)的傳遞。

04直線壓縮機(jī)和控制閥領(lǐng)域

直線式壓縮機(jī)在采用直線電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)活塞構(gòu)成后，可以消除傳統(tǒng)往復(fù)式壓縮機(jī)由于活塞與缸體之間側(cè)向力所引起的磨損、振動(dòng)及噪聲， 廣泛應(yīng)用在冰箱、斯特林制冷器等設(shè)備中。

音圈/直線電機(jī)還可以用于工業(yè)和醫(yī)療設(shè)備的精密控制閥， 如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)氣門， 電液伺服閥、輔助呼吸壓力控制閥和血液循環(huán)輔助泵等。

05機(jī)械加工領(lǐng)域

普通車床一般只能加工圓截面的回轉(zhuǎn)體零件， 對(duì)于某些具有非圓截面的零件則很難加工出來。采用大推力直線電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)刀具作徑向的高頻往復(fù)運(yùn)動(dòng)， 則可實(shí)現(xiàn)非圓截面形狀零件的加工。

目前，同茂直線電機(jī)自主研發(fā)生產(chǎn)的直線電機(jī)和音圈電機(jī)在凸輪、中凸變橢圓活塞以及波瓣形軸承外環(huán)滾道的加工中均有應(yīng)用， 在激光切割機(jī)和電磁式?jīng)_壓機(jī)也有應(yīng)用。

06其它領(lǐng)域

其它領(lǐng)域也有很多的應(yīng)用，如3D打印、繪圖機(jī)；某些需要張力 （或壓力 ）控制及位移 /力量混合控制的應(yīng)用場(chǎng)合， 如繞線機(jī)、超聲波焊接等。

音圈電機(jī)應(yīng)用原則

音圈電機(jī)有它獨(dú)特的應(yīng)用，是旋轉(zhuǎn)電機(jī)所不能替代的。但是并不是任何場(chǎng)合使用直線感應(yīng)電機(jī)都能取得良好效果。為此必須首先了解音圈電機(jī)的應(yīng)用原則，以便能恰到好處地應(yīng)用它。其應(yīng)用原則有以下幾個(gè)方面：

1.選擇合適的運(yùn)動(dòng)速度。音圈電機(jī)的運(yùn)動(dòng)速度與同步速度有關(guān)，而同步速度又正比于極距。因此極距的選擇范圍決定了運(yùn)動(dòng)速度的選擇范圍。

2.要有合適的推力。旋轉(zhuǎn)電機(jī)可以適應(yīng)很大的推力范圍。將旋轉(zhuǎn)電機(jī)配上不同的變速箱，可以得到不同的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩。在低速的場(chǎng)合，轉(zhuǎn)矩可以擴(kuò)大幾十到幾百倍，以至于用一個(gè)很小的旋轉(zhuǎn)電機(jī)就可以推動(dòng)一個(gè)很大的負(fù)載，當(dāng)然功率是守恒的。音圈電機(jī)則不同，它無法用變速箱改變速度和推力，因此它的推力無法擴(kuò)大。要得到比較大的推力，只有依靠加大電動(dòng)機(jī)的尺寸。這有時(shí)是不經(jīng)濟(jì)的。一般來說，在工業(yè)應(yīng)用中，音圈電機(jī)適用于推動(dòng)輕載。

3.要有合適的往復(fù)頻率。在工業(yè)應(yīng)用中，音圈電機(jī)是往復(fù)運(yùn)動(dòng)的。為了達(dá)到較高的勞動(dòng)生產(chǎn)率，要求有較高的往復(fù)頻率。

4.要有合適的定位精度。在許多應(yīng)用場(chǎng)合，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行到位時(shí)由機(jī)械限位使之停止運(yùn)動(dòng)。為了使在到位時(shí)沖擊小，可以加上機(jī)械緩沖裝置。在沒有機(jī)械限位的場(chǎng)合，比較簡(jiǎn)單的定位方法是，在到位前通過行程開關(guān)控制，對(duì)電機(jī)做反接制動(dòng)或能耗制動(dòng)，使在到位時(shí)停下來。而音圈電機(jī)具有非常高的定位精度。

審核編輯 黃昊宇