Большинство устройств линейного перемещения имеют вращательный эквивалент, и приводы звуковой катушки не являются исключением. В то время как версии, изображенные на большинстве изображений продукта и видео линейные приводы с поворотной звуковой катушкой удовлетворяют потребность в плавном дугообразном движении и создании крутящего момента с быстрым временем отклика. Но в отличие от конструктивных взаимоотношений между роторными и линейными двигателями, разработка привода с вращающейся звуковой катушкой — это не просто вопрос того, чтобы взять линейную версию и скрутить ее в цилиндр. Несмотря на то, что их компоненты одинаковы, конфигурации линейных и поворотных приводов звуковой катушки сильно различаются.

Приводы звуковой катушки работают по принципу Сила Лоренца, которая представляет собой силу, возникающую, когда токопроводящий проводник помещается в магнитное поле. В случае привода звуковой катушки магнитное поле создается постоянными магнитами, а проводником является моток проволоки. Когда ток подается на катушку, генерируется усилие, и величина силы пропорциональна приложенному току. (Все остальные переменные при создании усилия, такие как магнитный поток и длина провода, фиксированы для данной конструкции звуковой катушки.)

F = k*B*L*I*N

F = усилие (N)

k = постоянная силы

B = плотность магнитного потока (тесла)

L = длина провода (м)

I = ток (ампер)

N = количество проводников

Наиболее распространенный линейный привод звуковой катушки конструкция имеет подвижную катушку, хотя привод может быть сконструирован таким образом, чтобы движущейся частью была либо катушка, либо магнит. В конструкции движущейся катушки неподвижный цилиндрический постоянный магнит создает радиальное магнитное поле. Внутри цилиндра с постоянным магнитом размещена катушка, которая обернута вокруг непроводящей структуры или держателя. Постоянный магнит размещен в ферромагнитном цилиндре, открытом с одного конца и имеющем “сердечник” посередине, который необходим для замыкания магнитной цепи. Узел катушки перемещается в воздушном зазоре между этим сердечником и внутренними поверхностями постоянного магнита. Хотя это звучит сложно, конструкция на самом деле довольно проста, как показано ниже.

A привод поворотной звуковой катушки иногда упоминается как “уплощенная” версия линейной конструкции, описанной выше. Другими словами, чтобы преобразовать линейный привод звуковой катушки во вращающуюся версию, поместите линейный привод звуковой катушки вдоль на стол (так, как он располагался бы, если бы работал горизонтально) и расплющите его, превратив по существу в двумерный объект. Затем согните концы так, чтобы получилась дуга (как у кусочка макарон). Теперь у вас есть привод поворотной звуковой катушки.

Поворотные версии обеспечивают крутящий момент, а не усилие. Подобно их линейным аналогам, величина генерируемого крутящего момента пропорциональна приложенному току, а направление тока определяет направление движения. Углы отклонения обычно составляют менее 180 градусов и обычно составляют от 15 до 60 градусов.

Приводы звуковой катушки технически представляют собой некоммутируемые двигатели постоянного тока. Термин “звуковая катушка” часто используется, потому что одним из их первых применений было вибрирование бумажных конусов в громкоговорителях. Приводы поворотной звуковой катушки также называют приводами “дугового сегмента” или “двигателями с ограниченным углом вращения”, поскольку они производят дугообразное движение.

Одной из сильных сторон приводов звуковой катушки является их чрезвычайно плавное движение без зубчатых колес без пульсаций крутящего момента. Это делает поворотные версии идеальными для применений, требующих высокого крутящего момента и быстрой реакции, таких как позиционеры карданного подвеса. Они также хорошо подходят для перемещения оптики и для управления устройствами стабилизации.

Изображение предоставлено: H2W Technologies, Inc.