基于三维磁场计算的永磁音圈电机结构优化设计硕士研究生毕业论文

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基于三维磁称算的永磁音圈电机结构优化设计音圈电机(Voice Coil Motor，VCM)是-种直线运动电机，属于特种电机范
畴，因其工作原理与扬声器相似丽得名。VCM体积小，重量轻，没有传动机构，
比推力高，并且定位精确，可有效地消除噪声和自锁死现象。自其问世以来，广
泛地应用于光盘驱动器、硬盘驱动器、医疗器械、航天仪器(例如航天制冷机)、
精密测距仪器(例如霍尔位移测量装置)、活塞车床刀架和移动电话(作为振动
电机)等领域。音圈电机具有体积孝比推力大、控制简便、寻道取数速度快、
定位精度和刚度都很高的特点，是-种性能非常先进的直线电机。
按照励磁方式的不同，VCM可以分为电励磁和永磁体励磁两种。由于采用
永磁体励磁的VCM具有结构简单、设计制造相对容易等等不可比拟的优势，使
其应用范围远比采用电励磁结构的VCM广泛。本文将着重探讨永磁结构的
VCM。
永磁材料的发展经过了从20世纪30年代的铝镍钴(AlNiCo)永磁，到60年
代的铁氧体和稀土永磁，直到最新的钕铁硼(NdFeB)永磁的发展过程，相应的永
磁VCM的发展也经过了从采用铁氧体永磁到采用钕铁硼永磁的发展过程。目前
世界钕铁硼材料大部分(60%以上)用来生产计算机硬盘及光盘驱动器的VCM
组件，作为寻道和聚焦机构的伺服驱动；与软盘驱动器寻道用的步进电机相比，
VCM响应速度快，控制精度高，适合应用在大容量高密度的存储机构中。
1.2 VCM的特点