张琪林

（北京理工大学，北京 100081）

音圈电机温度特性分析

张琪林

（北京理工大学，北京 100081）

音圈电机的温度变化对其驱动特性和工作性能有着至关重要的影响。建立了音圈电机的有限元模型，得到了音圈电机稳态温度场分布特征以及驱动电流和磁缸温度关系，以此确定了音圈电机的持续工作电流。得到了电流与磁缸瞬态温升之间的关系，以此确定了在超过持续电流的条件下电机的可靠工作时间，为音圈电机的设计和使用提供了理论依据，稳态温度分布和瞬态温升规律得到了试验验证。

音圈电机；稳态温度分布；瞬态温度特性；有限元法

直线式音圈电机是一种利用通电线圈在磁场中受洛伦兹力将电能转化为线圈动子动能的电机，由于其高响应、高精度的特点，在许多领域得到应用。音圈电机在工作过程中各部分温度会上升，会引起电机电磁材料参数的改变，影响电机的性能。因此准确预测音圈电机的温度对于电机的设计和使用具有重要的意义，本文研究音圈电机的稳态温度分布和瞬态温升规律，为电机设计使用提供依据。

1 问题描述

音圈电机由线圈体和磁缸组成，工作时线圈处在磁缸外壁和内芯所夹的空气间隙之中，通入电流在洛伦兹力的作用下作轴向运动。在线圈、内芯以及线圈、外壁之间存在着0.5mm的空气间隙。电机工作时，热量主要产生在线圈处，通过夹层空气和材料的导热传递到磁缸和线圈架子，并最终通过磁缸和线圈架子将热量散发外界环境中，当线圈热量生成量与对外界环境的散热量达到平衡的时候，音圈电机温度不变。……