音圈电机——马达
在手机摄像头中,这个移动标尺的功能由VCM马达承担。
一、VCM是什么 VCM(Voice Coil Motor),电子学里面的音圈电机,是马达的一种。因为原理和扬声器类似,所以叫音圈电机,具有高的频响、高的精度的特点。
其主要原理是在一个永1久磁场内,通过改变马达内线圈的直流电流大小,来控制拉伸位置,从而带动上下运动。
手机摄像头广泛的使用VCM实现自动对焦功能,通过VCM可以调节镜头的位置,呈现清晰的图像。
音圈电机的两个环形磁极之间存在着较大的漏磁。漏磁场将使外磁轭的磁通增加,饱和程度增加;为了减小极问漏磁,在极间设计一个隔磁环,从而降低外磁轭部分的饱和程度,减小磁轭的厚度。但是极间距离必须合理设计,否则会影响电机的总磁通,反而降低电机的出力。给线圈施加电压则在线圈里产生电流,进而在线圈上产生与电流成比例的力,使线圈在气隙内沿轴向运动,通过线圈的电流方向决定其运动方向。可以看出,极间距离对电机的出力也有较明显的影响。
定子和动子长度的选取主要影响电机“力-位移”曲线的平滑度。定子长度一定时,适当改变动子长度,可以使“力-位移”曲线更平滑,但是应以满足电机的行程要求为主,否则会造成电机体积的增加和成本的浪费。
电机原型
世界上早电机原型就是永磁电机,当时永磁材料性能不良,而被电磁式电机占了主流。铝镍钴永磁体问世使永磁电机开始发展,但其价格比较高,铝镍钴永磁电动机应用面并不广。该电机主要应用在半导体、航空、汽车等领域,包括阀门制动器,Z轴抓物和短距离的准确的位置控制,小型精密替换测量仪、振动平台以及主动式减振系统等众多方面。自从廉价铁氧体出现才使永磁电动机应用量大幅度增加,应用面从玩具电机、音像电机、汽车微电机到工业用小功率驱动和伺服驱动等。据统计,500W以下直流电机中永磁电动机占92%以上,其中绝大多数是铁氧体永磁电动机。