雙磁路旋轉(zhuǎn)式音圈電機(jī)電磁阻尼的抑制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種音圈電機(jī)電磁阻尼的抑制方法，屬于航天航空領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在硬盤驅(qū)動(dòng)、IC封裝、快速反射鏡偏擺控制等場(chǎng)合中，音圈電機(jī)被用于實(shí)現(xiàn)高精度位置伺服。旋轉(zhuǎn)式音圈電機(jī)的動(dòng)子為無(wú)鐵心結(jié)構(gòu)，都需要用特制的框架來(lái)支撐和固定繞組。最簡(jiǎn)單的技術(shù)措施是用金屬材料來(lái)制作框架，但由于電機(jī)的動(dòng)子要在磁場(chǎng)中往復(fù)運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)電的金屬框架中會(huì)產(chǎn)生渦流進(jìn)而產(chǎn)生電磁阻尼，帶來(lái)控制特性的非線性，使動(dòng)態(tài)響應(yīng)變慢，系統(tǒng)的控制靈敏性降低。解決這個(gè)問(wèn)題最常用的方法是用非金屬材料來(lái)制造音圈電機(jī)的動(dòng)子框架，但非金屬材料的缺點(diǎn)是機(jī)械強(qiáng)度較差，常常需要更大的體積才能滿足強(qiáng)度要求，這就意味著整個(gè)電機(jī)的體積要隨之增大，這在對(duì)體積要求嚴(yán)格的場(chǎng)合中比如航空航天領(lǐng)域中并不適用。所以，旋轉(zhuǎn)式音圈電機(jī)現(xiàn)有的設(shè)計(jì)不能同時(shí)滿足電磁阻尼抑制和最小體積這兩個(gè)要求。
[0003]為了克服金屬框架中會(huì)產(chǎn)生渦流進(jìn)而產(chǎn)生電磁阻尼的問(wèn)題，傳統(tǒng)的技術(shù)方案如圖1所示，這種動(dòng)子框架是叉形開(kāi)口結(jié)構(gòu)，四個(gè)叉腳①②③④之間放置的是通電線圈。這種結(jié)構(gòu)的最大好處是四個(gè)叉腳①②③④互相獨(dú)立，不存在電磁阻尼問(wèn)題；最大的不足是機(jī)械強(qiáng)度不足。當(dāng)線圈受力往左運(yùn)動(dòng)時(shí)，右邊的兩個(gè)叉腳不能起到支撐作用，同樣當(dāng)線圈受力往右運(yùn)動(dòng)時(shí)，左邊的兩個(gè)叉腳不能起到支撐作用。
[0004]在減小體積的前提下為了增加機(jī)械強(qiáng)度，動(dòng)子框架最合適的結(jié)構(gòu)是箱式封閉結(jié)構(gòu)，如圖2所示。動(dòng)子框架由金屬材料制成，楊氏彈性模量和拉屈服強(qiáng)度都遠(yuǎn)高于一般非金屬材料，所以需要的材料更少，電機(jī)的體積更小。不過(guò)這樣一來(lái)，由于四個(gè)叉腳①②③④頂部互相連接在一起，必然會(huì)存在電磁阻尼問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明目的是為了解決旋轉(zhuǎn)式音圈電機(jī)現(xiàn)有的設(shè)計(jì)不能同時(shí)滿足電磁阻尼抑制和最小體積這兩個(gè)要求的問(wèn)題，提供了一種雙磁路旋轉(zhuǎn)式音圈電機(jī)電磁阻尼的抑制方法。
[0006]本發(fā)明所述雙磁路旋轉(zhuǎn)式音圈電機(jī)電磁阻尼的抑制方法，該方法為:
[0007]雙磁路旋轉(zhuǎn)式音圈電機(jī)的動(dòng)子框架采用金屬材料制成的箱式封閉結(jié)構(gòu)，兩個(gè)平行設(shè)置的底端板和頂端板之間設(shè)置四個(gè)叉腳；
[0008]在頂端板上橫向切開(kāi)一個(gè)通透的缺口 ；
[0009]采用連接板固定缺口兩側(cè)的頂端板。
[0010]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明通過(guò)在雙磁路旋轉(zhuǎn)式音圈電機(jī)動(dòng)子金屬框架頂端橫向開(kāi)口的設(shè)計(jì)，消除了電磁阻尼，提高了雙磁路音圈電機(jī)的動(dòng)態(tài)性能。與現(xiàn)有的動(dòng)子框架相比，具有體積小、強(qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn)，可以滿足有嚴(yán)格體積要求的高精度伺服系統(tǒng)的使用要求。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1是【背景技術(shù)】中涉及的叉形開(kāi)口結(jié)構(gòu)動(dòng)子框架結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2是【背景技術(shù)】中涉及的箱式結(jié)構(gòu)動(dòng)子框架結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖3和圖4是本發(fā)明方法涉及的動(dòng)子框架結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖5是本發(fā)明方法抑制電磁阻尼的原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]【具體實(shí)施方式】一:下面結(jié)合圖1至圖5說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述雙磁路旋轉(zhuǎn)式音圈電機(jī)電磁阻尼的抑制方法，該方法為:
[0016]雙磁路旋轉(zhuǎn)式音圈電機(jī)的動(dòng)子框架采用金屬材料制成的箱式封閉結(jié)構(gòu)，兩個(gè)平行設(shè)置的底端板I和頂端板2之間設(shè)置四個(gè)叉腳3 ;
[0017]在頂端板2上橫向切開(kāi)一個(gè)通透的缺口 ；
[0018]采用連接板4固定缺口兩側(cè)的頂端板2。
[0019]連接板4為非金屬材料制成。
[0020]是在金屬動(dòng)子框架的一個(gè)指定端面(頂端板2)上橫向開(kāi)口，切斷感應(yīng)出來(lái)的渦流的路徑，以達(dá)到消除電磁阻尼的目的。切開(kāi)的缺口如圖3所示。
[0021]是動(dòng)子框架上只開(kāi)一個(gè)口，且開(kāi)口處采用非金屬材料做連接板4，以保證動(dòng)子框架的整體機(jī)械強(qiáng)度。加上連接板4的結(jié)構(gòu)如圖4所示。
[0022]下面參見(jiàn)圖5對(duì)其抑制電磁阻尼的原理進(jìn)行說(shuō)明，圖5給出了雙磁路旋轉(zhuǎn)式音圈電機(jī)的磁路結(jié)構(gòu)，相當(dāng)于2層電機(jī)，磁路結(jié)構(gòu)完全對(duì)稱。當(dāng)電機(jī)動(dòng)子向某一方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，①②③④四個(gè)叉腳中產(chǎn)生的電勢(shì)方向如圖所示。①②如果和③④有連接，就會(huì)形成感應(yīng)電流，產(chǎn)生電磁阻尼。本實(shí)施方式在動(dòng)子框架上頂端板2進(jìn)行橫向開(kāi)口，使①②叉腳與③④叉腳完全斷開(kāi)。這樣，①②之間、③④之間、①②與③④之間都不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，就可以有效地抑制電磁阻尼了。
[0023]在開(kāi)口的端面，將上下兩部分用非金屬材料連接起來(lái)。在此種情況下，開(kāi)口后的兩部分仍可以同時(shí)受力，以減少動(dòng)子框架的形變量，提高機(jī)械強(qiáng)度。
[0024]【具體實(shí)施方式】二:本實(shí)施方式對(duì)實(shí)施方式一作進(jìn)一步說(shuō)明，連接板4采用環(huán)氧玻璃布板制作。
[0025]【具體實(shí)施方式】三:本實(shí)施方式對(duì)實(shí)施方式一作進(jìn)一步說(shuō)明，連接板4與頂端板2之間采用螺釘固定在一起。
[0026]【具體實(shí)施方式】四:本實(shí)施方式對(duì)實(shí)施方式一作進(jìn)一步說(shuō)明，缺口的方向與頂端板2的橫邊平行。
[0027]【具體實(shí)施方式】五:本實(shí)施方式對(duì)實(shí)施方式一作進(jìn)一步說(shuō)明，缺口的寬度為0.3mm ?0.6mm0
[0028]【具體實(shí)施方式】六:本實(shí)施方式對(duì)實(shí)施方式一作進(jìn)一步說(shuō)明，缺口的寬度為0.5mm。
[0029]【具體實(shí)施方式】七:本實(shí)施方式對(duì)實(shí)施方式一作進(jìn)一步說(shuō)明，動(dòng)子框架采用硬鋁合金材料制成。
[0030]【具體實(shí)施方式】八:給出一個(gè)具體實(shí)施例，針對(duì)一個(gè)峰值力矩為1.5Nm的雙磁路旋轉(zhuǎn)式音圈電機(jī)，動(dòng)子框架采用機(jī)械強(qiáng)度高、密度小的硬鋁合金材料制作。動(dòng)子頂端具體開(kāi)口方式如圖3所示，缺口寬度為0.5mm。連接板4采用環(huán)氧玻璃布板制作，厚度3mm，安裝方式如圖4所示。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.雙磁路旋轉(zhuǎn)式音圈電機(jī)電磁阻尼的抑制方法，其特征在于，該方法為: 雙磁路旋轉(zhuǎn)式音圈電機(jī)的動(dòng)子框架采用金屬材料制成的箱式封閉結(jié)構(gòu)，兩個(gè)平行設(shè)置的底端板⑴和頂端板⑵之間設(shè)置四個(gè)叉腳⑶； 在頂端板(2)上橫向切開(kāi)一個(gè)通透的缺口 ； 采用連接板(4)固定缺口兩側(cè)的頂端板(2)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述雙磁路旋轉(zhuǎn)式音圈電機(jī)電磁阻尼的抑制方法，其特征在于，連接板(4)為非金屬材料制成。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述雙磁路旋轉(zhuǎn)式音圈電機(jī)電磁阻尼的抑制方法，其特征在于，連接板(4)采用環(huán)氧玻璃布板制作。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述雙磁路旋轉(zhuǎn)式音圈電機(jī)電磁阻尼的抑制方法，其特征在于，連接板(4)與頂端板(2)之間采用螺釘固定在一起。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述雙磁路旋轉(zhuǎn)式音圈電機(jī)電磁阻尼的抑制方法，其特征在于，缺口的方向與頂端板(2)的橫邊平行。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述雙磁路旋轉(zhuǎn)式音圈電機(jī)電磁阻尼的抑制方法，其特征在于，缺口的寬度為0.3mm?0.6mm。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述雙磁路旋轉(zhuǎn)式音圈電機(jī)電磁阻尼的抑制方法，其特征在于，缺口的寬度為0.5mm。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述雙磁路旋轉(zhuǎn)式音圈電機(jī)電磁阻尼的抑制方法，其特征在于，動(dòng)子框架采用硬鋁合金材料制成。
【專利摘要】雙磁路旋轉(zhuǎn)式音圈電機(jī)電磁阻尼的抑制方法，屬于航天航空領(lǐng)域，本發(fā)明為解決旋轉(zhuǎn)式音圈電機(jī)現(xiàn)有的設(shè)計(jì)不能同時(shí)滿足電磁阻尼抑制和最小體積這兩個(gè)要求的問(wèn)題。本發(fā)明該方法為：雙磁路旋轉(zhuǎn)式音圈電機(jī)的動(dòng)子框架采用金屬材料制成的箱式封閉結(jié)構(gòu)，兩個(gè)平行設(shè)置的底端板和頂端板之間設(shè)置四個(gè)叉腳；在頂端板上橫向切開(kāi)一個(gè)通透的缺口；采用連接板固定缺口兩側(cè)的頂端板。
【IPC分類】H02K41/035
【公開(kāi)號(hào)】CN105207447
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510607306
【發(fā)明人】李勇, 任留陽(yáng), 王騫, 趙博, 趙猛, 胡建輝, 劉承軍, 徐永向, 鄒繼斌
【申請(qǐng)人】哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年12月30日
【申請(qǐng)日】2015年9月22日