吴 迪, 朱姿娜

(上海工程技术大学 机械与汽车工程学院, 上海 201620)

近年来,随着精密制造技术的发展,音圈电机因体积小、结构简单、高频响应、高精度以及换向方便等优点而广泛应用于半导体制造设备、光学电子显微镜、振动平台和主动减振系统等高精密运动系统中[1-3].音圈电机是一种特殊的直线电机,对其进行结构设计时应尽量满足以下两点[4]:1) 以最少的永磁体及导磁材料,设计具有高磁通密度的均匀气隙磁场,提高工作效率,产生尽可能大的推力;2) 在满足推力要求的前提下,尽量减小音圈电机的体积和运动部分的质量,使其具有更高的加速度和快速响应能力.

在不同的音圈电机设计中,为提高电机的有效输出力及动态性能,采用的技术方法主要包括选择不同磁体安装方式、磁路结构设计以及对线圈结构进行改进等[5].刘华等[6]研究了双磁体差动音圈电机的工作特性,主要对电机气隙磁场强度和线圈长度对结构参数的影响进行分析,归纳总结出双磁体差动音圈电机的一般设计步骤.寇宝泉等[7]对Halbach结构进行研究,得出在电机磁路设计中Halbach型永磁排列可以提供较大的气隙磁通密度正弦度.罗辞勇等[8]提出线圈前移式音圈电机结构,通过仿真分析和试验验证了这种方法可以有效解决直线型音圈电机平均出力小和出力密度不高的问题.以上研究可以看出,目前在对音圈电机结构的设计中,主要是分别对磁路结构和线……