直線(xiàn)電機最直觀(guān)的特點(diǎn)在于直接產(chǎn)生直線(xiàn)運動(dòng),通過(guò)直接驅動(dòng)負載的方式,可以實(shí)現從高速到低速等不同范圍的高精度位置定位控制。直線(xiàn)電機的動(dòng)子(初級)和定子(次級)之間無(wú)直接接觸,定子及動(dòng)子均為剛性部件,從而保證直線(xiàn)電機運動(dòng)的靜音性以及整體機構核心運動(dòng)部件的高剛性。主要特點(diǎn):結構緊湊、功率損耗小、快移速度高、加速度高、高速度。
直線(xiàn)音圈電機電機基本原理可以分三大類(lèi),分別是磁學(xué)原理、電子學(xué)原理、機械系統原理。
 
 
一、磁學(xué)原理:

直線(xiàn)電機的工作原理是依據安培力原理,即通電導體放在磁場(chǎng)中,就會(huì )產(chǎn)生力F,力的大小取決于磁場(chǎng)強弱B,電流五以及磁場(chǎng)和電流的方向。
 
力的方向是電流方向和磁場(chǎng)向量的函數,是二者的相互作用.如果磁場(chǎng)和導線(xiàn)長(cháng)度為常量,則產(chǎn)生的力與輸入電流成比例。在最簡(jiǎn)單的音圈電機結構形式中,直線(xiàn)音圈電機就是位于徑向電磁場(chǎng)內的一個(gè)管狀線(xiàn)圈繞組.鐵磁圓筒內部是由永久磁鐵產(chǎn)生的磁場(chǎng),這樣的布置可使貼在線(xiàn)圈上的磁體具有相同的極性。鐵磁材料的內芯配置在線(xiàn)圈軸向中心線(xiàn)上,與永久磁體的一端相連,用來(lái)形成磁回路.當給線(xiàn)圈通電時(shí),根據安培力原理,它受到磁場(chǎng)作用,在線(xiàn)圈和磁體之間產(chǎn)生沿軸線(xiàn)方向的力.通電線(xiàn)圈兩端電壓的極性決定力的方向。 將圓形管狀直線(xiàn)音圈電機展開(kāi),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(chǎn)生方式與直線(xiàn)音圈電機類(lèi)似。只是旋轉音圈電機力是沿著(zhù)弧形圓周方向產(chǎn)生的。


 
二、電子學(xué)原理:


直線(xiàn)電機是單相兩極裝置.給線(xiàn)圈施加電壓則在線(xiàn)圈里產(chǎn)生電流,進(jìn)而在線(xiàn)圈上產(chǎn)生與電流成比例的力,使線(xiàn)圈在氣隙內沿軸向運動(dòng)。通過(guò)線(xiàn)圈的電流方向決定其運動(dòng)方向.當線(xiàn)圈在磁場(chǎng)內運動(dòng)時(shí),會(huì )在線(xiàn)圈內產(chǎn)生與線(xiàn)圈運動(dòng)速度、磁場(chǎng)強度、和導線(xiàn)長(cháng)度成比例的電壓(即感應電動(dòng)勢)。驅動(dòng)音圈電機的電源必須提供足夠的電流滿(mǎn)足輸出力的需要,且要克服線(xiàn)圈在最大運動(dòng)速度下產(chǎn)生的感應電動(dòng)勢,以及通過(guò)線(xiàn)圈的漏感壓降。
 
三、機械系統原理:


直線(xiàn)音圈電機經(jīng)常作為一個(gè)由磁體和線(xiàn)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(dòng)范圍,同時(shí)避免線(xiàn)圈與磁體間摩擦或碰撞.多數情況下,移動(dòng)載荷與線(xiàn)圈相連,即動(dòng)音圈結構.其優(yōu)點(diǎn)是固定的磁鐵系統可以比較大,因而可以得到較強的磁場(chǎng);缺點(diǎn)是音圈輸電線(xiàn)處于運動(dòng)狀態(tài),容易出現斷路斷路的問(wèn)題.同時(shí)由于可運動(dòng)的支承,運動(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 )使運動(dòng)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(shí),可以把載荷與磁體相連,即固定音圈結構.該結構線(xiàn)圈的散熱不再是大問(wèn)題,線(xiàn)圈允許的最大電流較大,但為了減小運動(dòng)部分的質(zhì)量,采用了較小的磁鐵,因此磁場(chǎng)較弱。
 
直線(xiàn)音圈電機可實(shí)現直接驅動(dòng),且從旋轉轉為直線(xiàn)運動(dòng)無(wú)后沖、也沒(méi)有能量損失.優(yōu)選的引導方式是與硬化鋼軸相結合的直線(xiàn)軸承或軸襯.可以將軸觸襯集成為一個(gè)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(dòng)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(wàn)向節裝配。


高精密音圈電機模組需要優(yōu)良的設計,嚴苛的軸系裝配工藝,具有極高性能,這使得TMMOTION系列音圈直線(xiàn)電機模組得以廣泛適用于需要成本效益、精密解決方案的工業(yè)應用,如醫療、微電子組件測試、疲勞試驗、取放、DNA測序、激光加工等領(lǐng)域。