高定位精度音圈电动机的研制
牟瑞田 （深圳建昌机电有限公司）
【摘 要】音圈电动机是为适应计算机外围设备存储容量增大的需要而发展起来的一种高精度直线定位用的新型执行元件。文中介绍所研制的音圈电动机的主要参数、关键工艺、测试要点等，电机音圈采用自制矩形导线代替圆铜线而获得成功。
【叙 词】音圈电动机定位精度计算机外围设备研制
1 引、言
音圈电动机（voice-coil-motor缩写为vcm）是当代重要的精密直线定位驱动装置，它在激光唱片、激光录像机、光盘机、温彻斯特磁盘机、软盘机、航空照像快门及****静脉注射针头推进器等领域获得了广泛的应用。它具有推力大、可动部分质量小、定位速度快、存取时间短和可用于闭环控制等优点，大大提高了系统的定位精度。
本文介绍的音圈电动机是用于40 m位、133.35mm温盘驱动器上，音圈电动机的设计制造是这种温盘机的关键技术之一。该温盘机的传输率为620k位／s，平均存取时间为28ms。能否使该音圈电动机国产化也是温盘机国产化的关键之一，我厂决定批量生产该音圈电动机，故决定尽快研制出样机。样杌的结构如图1所示。
a．力常数bl: 2.5n／a
b．、通过音圈电动机的****电流：2a
c．电源电压：12v
d．运动部分的质量：小车+磁头组件+动圈=0.03kg，动圈质量不大于0.012kg。
e．小车****行程：34mm。
f．平均存储时间：不大于28ms。
g．道一道存储时间：不大于5ms。
h．磁头停放处的漏磁场：不大于4x10-4t。
i．机械谐振频率：不大于2 000hz。
j．比推力不均匀度：不大于±百分之三。
3试制难点及关键工艺
3.1力常数
音圈电动机最基本的原理是通电导线在磁场中受到一个电磁力而使线圈运动，所受推力为f= bli,这里b为气隙磁密；l为线圈中切割磁力线的导线长度；i为通过线圈的电流。
作为一台音圈电动机，首先要使比推力足够大，以便克服小车摩擦力，产生一个较大的加速度。要使比推力大，就要使气隙磁密大，从而要求磁钢剩磁br大。br大，则铁心易饱和，音圈电动机难以控制，漏磁也大；而导线长，则要求线圈匝数多，匝数多则导致电感大,电气时间常数加大；电流大了也给线路增加了困难。
经过比较、计算，确定线圈匝数为264匝，每层44匝，磁钢选用铈钻铜铁( cecocufe-9)，其剩磁br= 0.6t，矫顽力hc= 318.4ka／m。这样气隙磁密达0.3t，仍较高。这时算得bl=4.2n／a，大于2.5n／a，远大于设计要求。试验证明，bl过大，会使整机产生振荡。
可见bl值不是越大越好。这里面有个****值。
另外，比推力的不均匀度对精控有影响。bl小，可缩短精控时间，故要求磁路气隙中b值均匀。
比推力不均匀度可由下式算得：
3.2音圈工艺
该机音圈有如下特点：
a．无任何骨架，用自粘导线做成，这样可降低可动部分的魇量，获得更大的加速度。
b．采用截面为矩形的方导线，在相同线长时，矩形导线比圆导线产生的bl值增加了百分之21，如图2所示，可推算如下：
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