摘  要  根据软盘机快速访问的要求，提出采用音圈电动机驱动磁头定位机构，并对音圈电动机结构、气隙磁场、音圈等作了设计与计算，同时，给出了一种音圈电动机控制系统，对其定位信号及快速定位机理进行了分析。

     叙  词  音圈电动机磁路结构设计计算控制系统

 

    近年，由于电子计算机性能的不断提高，强烈要求缩短软盘机的存取时间和提高存贮容量。更短的存取时间和更大的道密度均靠磁头定位性能的提高而获得。目前，实用化软盘机磁头定位机构均采用步进电机驱动，这使得软盘机的工作速度慢，远远跟不上计算机主机的速度，因为在步进电机驱动方式中，找道是靠步进电机一步一步完成的，结果，道密度越高，找道时间越长。同时，这种定位方式限制了道密度的进一步提高，因为其定位精度主要靠步进电机的步距精度和传动机构精度维持，但是定位系统本身的精度误差、盘片热膨胀效应以及外界振动因素的影响，将会产生严重偏道现象，由于未设置位置反馈信号，一旦严重偏道发生，定位系统是无能为力的。因此，在大容量快速访问软盘机的研究中，采用音圈电机驱动磁头定位机构。为了缩短找道时间，要求音圈电杌的推力大，运动体质量轻，电阻电感等电气参数满足伺服控制系统要求，谐振频率高，以满足系统稳定性的要求。本文介绍音圈电机结构、特性和控制系统。

    以上所描述的特性，要通过所设计的磁路而获得，如图1所示。两块磁钢分别粘在e型铁心的两边，磁通的方向沿着磁钢的厚度方向通过。磁路分为两路，一路由间隙、e型铁心返回磁钢。一路由间隙、e型铁心的心柱、极板近回磁钢。这种双磁路结构漏磁小，工作气隙磁密均匀性好。音圈位于上、下磁钢的间隙之中，通过连接件与取数臂相连。当线圈中通以电流时，磁头就直线运动至需要的磁道，这一运动受速度和位置的反馈控制。e型铁心的心柱套了一个很薄的短路环（铜套），这是为减小动圈电感而设计的。动圈中的电流在铜套上感应产生环形电流，环形电流产生的磁通就能抵消动圈电流产生的磁通，这样，磁路中动圈电感就能减小。

   

    希望平均存取时间达到25ms，为了达到这个要求，所需的****力f为[l]：

    力常数的增加可通过增大线圈匝数以及提高工作气隙磁密实现，但线圈匝数的增加，使电感增大，带宽变窄，且体积增大，因此，提高工作气隙磁密是增加力常数的****方法。这种电机采用磁钢激励，所以选择的磁钢材料乃是关键所在。软盘机正朝着微型化发展，标准的88. 9mm软盘机只有25. 4mm高，可见，所选磁钢必须有极好的性能。经过分析和比较，选用br=1.17t的铍铁硼jdntb-35永磁体，其去磁曲线是一直线，因此****磁能积点d(hd，bd)的位置为：

 

    算得l₀≈2. 6mm，为适当提高工作气隙磁密，定磁钢厚为3mm，根据空间和行程的要求，定磁钢宽为18mm，长为24mm。

    由前述知bl= 2n/a，算得线圈有效长度l=5. 56m，线圈匝数n=154，采用铜线绕制。假定****电流为1a，工作循环为百分之50，已知铜的导电率0．05mmz/a，则所需线面积s为：

    因此，线径d=0. 178mm，薄绝缘0. 24mm的自粘直焊漆包圆铜线，密绕10层，每层20、21匝相隔，共205匝，可算得工作气隙长度l线圈厚度十内气隙十外气隙=3. 1mm，假定相符。

 

    磁头速度和位置的检测是采用刻录在数据扇区之间的伺服信息。