音圈電機(Voice Coil Motor)是一種特殊形式的直接驅(qū)動電機。具有結(jié)構(gòu)簡單體積小、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)放在磁場內(nèi)就會產(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運動形式可以為直線或者圓弧。

近年來，隨著對高速高精度定位系統(tǒng)性能要求的提高和音圈電機技術(shù)的迅速發(fā)展，音圈電機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、高頻激勵上也得到廣泛應(yīng)用.如，光學系統(tǒng)中透鏡的定位;機械工具的多坐標定位平臺;醫(yī)學裝置中精密電子管、真空管控制;在柔性機器人中，為使末端執(zhí)行器快速、精確定位，還可以用音圈電機來有效地抑制振動 但有關(guān)音圈電機詳細技術(shù)原理的還不多見

音圈電機結(jié)構(gòu)簡單，高精密率，高響應(yīng)，免維護，無齒槽效應(yīng)，不需要換向，音圈電機主要應(yīng)用于以下方面：

01光學系統(tǒng)領(lǐng)域

音圈電機和直線電機廣泛應(yīng)用于光學、微電子及測量領(lǐng)域的光學掃描、定位、瞄準、跟蹤和穩(wěn)定， 對透鏡或反射鏡進行精密的運動控制。

比如攝像機、數(shù)碼相機及顯微鏡的自動調(diào)焦，激光切割設(shè)備 Z 軸的動態(tài)聚焦，光盤驅(qū)動器的聚焦和尋軌， 以及天文望遠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)場合都需要高速高精度的運動控制。音圈電機的優(yōu)良特性正好可以滿足這些需求。在點膠機、引線鍵合機、PCB 鉆孔機、光刻機、晶圓的取放以及元件檢測等設(shè)備中均有使用。

03振動控制領(lǐng)域

一種是作為振動源， 即激振設(shè)備來使用。

電動式激振器是實施振動和沖擊試驗， 進行機械結(jié)構(gòu)動力特性測試、疲勞試驗的常用設(shè)備， 一般小型激振器多采用永磁式， 而較大型的激振器 （即振動臺）多采用勵磁式。

另一種是用作減振器， 即消除振動的不利影響。

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

04直線壓縮機和控制閥領(lǐng)域

直線式壓縮機在采用直線電機直接驅(qū)動活塞構(gòu)成后，可以消除傳統(tǒng)往復(fù)式壓縮機由于活塞與缸體之間側(cè)向力所引起的磨損、振動及噪聲， 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)動機氣門， 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直接驅(qū)動刀具作徑向的高頻往復(fù)運動， 則可實現(xiàn)非圓截面形狀零件的加工。

目前，同茂直線電機自主研發(fā)生產(chǎn)的直線電機和音圈電機在凸輪、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， 在激光切割機和電磁式?jīng)_壓機也有應(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；某些需要張力 （或壓力 ）控制及位移 /力量混合控制的應(yīng)用場合， 如繞線機、超聲波焊接等。

音圈電機應(yīng)用原則

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

1.選擇合適的運動速度。音圈電機的運動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動速度的選擇范圍。

2.要有合適的推力。旋轉(zhuǎn)電機可以適應(yīng)很大的推力范圍。將旋轉(zhuǎn)電機配上不同的變速箱，可以得到不同的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩。在低速的場合，轉(zhuǎn)矩可以擴大幾十到幾百倍，以至于用一個很小的旋轉(zhuǎn)電機就可以推動一個很大的負載，當然功率是守恒的。音圈電機則不同，它無法用變速箱改變速度和推力，因此它的推力無法擴大。要得到比較大的推力，只有依靠加大電動機的尺寸。這有時是不經(jīng)濟的。一般來說，在工業(yè)應(yīng)用中，音圈電機適用于推動輕載。

3.要有合適的往復(fù)頻率。在工業(yè)應(yīng)用中，音圈電機是往復(fù)運動的。為了達到較高的勞動生產(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)用場合，電動機運行到位時由機械限位使之停止運動。為了使在到位時沖擊小，可以加上機械緩沖裝置。在沒有機械限位的場合，比較簡單的定位方法是，在到位前通過行程開關(guān)控制，對電機做反接制動或能耗制動，使在到位時停下來。而音圈電機具有非常高的定位精度。

審核編輯 黃昊宇