公司网站:http://www.kekenjd.com/
2电磁设计与优化新型高带宽驱动器的电磁设计和优化目标是在音圈电机体积最小、用料最少的情况下使得力矩或电机常数最大化。同时使驱动器在一定角度位移的情况下以最短的寻找时间和最小的能耗产生足够的力或者力矩去移动一定的负荷(线圈、线圈支撑、臂、悬挂和滑块)。通过使用二维有限元分析大致确定一些关键尺寸和电磁参数,包括电机高度、磁铁形状和尺寸、气隙磁通密度以及气隙长度。优化电机磁路和线圈的设计参数以满足最大力矩和电机常数。磁轭的侧面被用于平衡磁路。由于音圈的优化空间有限,线圈的设计必须满足有效导体和额定功率最大化。同时需要考虑输入充足功率以获得良好的存取性能尽可能少功耗。对于一定的场强,用最少的能耗获得最佳的存取性能是线圈设计中的关键问题。使用三维有限元分析对电磁设计进一步优化。电磁设计中预测的新型驱动器的一些参数与3.5"HDD中使用的传统驱动器参数的比较如表1所示。表中::、L、Kf、Tr、m、Te、Tm、a分别为线圈电阻、线圈电感、转矩常数、电机常数、转动惯量、电时间常数、机械时间常数、加速率。由表可见对新型驱动器的电磁设计优化得到比传统驱动器中更好的电磁性能。
表1高带宽驱动器和传统驱动器的电磁参数驱动器。可通过有限元分析证明:用铝硼如所示,横向面内弯曲模式的频率变为8kHz(1)由于新型高带宽驱动器中音圈电机的独特左右。这样就可以解释为什么腧果限元结构和磁体排列,新型驱动器产生的力与横向正交,元分析预测的结果11. 5kHz要低很多,这主要是由驱动器的原型器件造成的。由于原型器件的线圈是手工制成的,而且驱动器VCM部分的强度比通常情况下有限元分析中使用的要低很多,导致了整个结构硬度的下降,降低了横向面内弯曲模式的频率,这一点可通过有限元分析进行验证。将线圈和线圈支持(塑料)的弹性模量分别降至原来值的1/5,炭合物取代铝作为臂部件材料,横向面内弯曲的频率变为15.7kHz,比11.5kHz高出很多。
4结语本文设计了一种新型高带宽动圈驱动器,并对其进行优化和分析。其特点如下:得到纯力矩,使中枢轴承和轴上产生的反作用力显著降低。
用有限元分析对一些关键的电磁参数和尺寸进行优化与预测,表明新型高带宽驱动器的电磁性能明显优于传统驱动器。
采用三维有限元分析法对新型高带宽驱动器的动态性能进行评估,它的频率响应特征表明影响伺服带宽的横向准刚性体震动模式(QR模式)被显著抑制。因而在高磁道密度记录中,新型高带宽驱动器支持的伺服系统可以得到更高的带宽。