同茂电机全面详细分享什么是音圈电机？音圈电机如何工作的？如何应用于镜头调焦？
在运动平台中，对于微小运动，例如1-5毫米，甚至更小的行程，常用音圈电机来驱动。
因为它们具有体积小，运动质量小，高加速度等显著特征。
音圈电机马达无论是在工业领域精密定位，精准力控，高频运动，柔性供料还是在医用内窥镜，呼吸机，以及摄像头调焦等方面都有广泛的应用。
比如小位移吸取头，常用扁平型音圈电机驱动，配合位置光栅编码器，检测运动轴位置。
再比如，手机摄像头中，用圆柱形音圈电机，来带动镜头运动，实现调焦。
那么，何为音圈电机（VCM=Voice Coil Motor）？其运动控制原理是什么？
1. 什么是音圈？
首先，什么是音圈？
音圈一词，其实来源于扬声器。
它实质上就是一个线圈。
在扬声器中，用来产生（展示）声音信号，所以叫音圈，多亏了它，我们才能听到美妙的音乐。
扬声器的底层逻辑，其实也是带电导线在磁场中受洛伦兹力，发生有规律的运动，带动相关部件振动，进而发出声音。
音圈（线圈）缠绕在椎体上，永磁体南北极如上左图（a）所示，内圈是北极，外圈是南极，在剖视图（b）中，磁场穿过音圈导线向外辐射，当导线通声音信号（电流）时，音圈在左右方向受力，发生运动，带动锥体振动，通过空气把声音扩散到外部。
音圈用于扬声器原理图
通电时，音圈来回运动，带动相关部件振动，发出声音
音圈用于扬声器，美妙的音乐不要停（点我听音乐）。
2．音圈电机结构及原理
音圈电机的原理，和上面所说的一模一样：线圈在永磁场中通电受力，发生运动，只不过音圈电机线圈不连接在扩音部件上，而是连接在其他需要驱动的部件上。
线圈运动，磁体固定式音圈电机（呼吸机音圈电机）
线圈固定，磁体运动式音圈电机
磁体运动式圆柱形音圈电机内部结构示意图：音圈固定，磁体和轴固连，轴两端有柔性导向结构，当线圈通电，线圈和磁铁之间会产生轴向力，带动轴运动。
线圈运动式音圈电机剖视图，上方线圈电流垂直于屏幕向外，下方电流垂直于屏幕向里，磁场在缝隙中垂直于电流，使用左手定则（让磁感线穿过手心，四指指向电流方向，大拇指所指方向就是线圈受力方向），很容易知道线圈沿左右方向受力运动。
这张图和轴式直线电机何其相似，只需要把磁铁复制排列好并固定，然后把线圈释放，不就是轴式直线电机了吗。
线圈受到的力称为洛伦兹力，由电流和磁通量的乘积确定：
F = k * B * L * I * N
其中，
F =力（N）
k =力常数
B =磁通密度（特斯拉）
L =线长（m）
I =电流（安培）
N =导体数量
对于给定的音圈，除电流外，所有参数都是固定的。因此，产生的力与输入电流成正比。力的方向既垂直于磁通量方向，又垂直于电流方向，改变电流方向会改变力的方向。
这就是音圈电机的原理。
其核心，还是通电线圈在磁场中受洛伦兹力。
在实际应用中，音圈产生的力推动负载，活动部件可以是线圈，也可以是磁体（力是相互的）。
线圈运动比磁体运动质量低得多，可以驱动更高负载。
但是，线圈会产生热量，如果负载对温度波动敏感，那么使用磁体移动更好。
当然，作为一个完整的执行机构，音圈电机和直线电机一样，需要导向机构和位置反馈装置。
导向机构可以用柔性结构（一般用于微小运动），滑块式导轨，空气轴承，或者交叉滚子导轨等。
反馈设备，可以用光栅编码器，也可以用LVDT位移传感器，霍尔传感器等。它们和伺服控制器，提供了一种闭环系统，可实现极其精确的位置和速度控制。
即使没有反馈装置，音圈电机也具有良好的力控制，这是因为其产生的力与施加的电流成正比。
单轴及双轴音圈电机驱动平台，其中底部图片是双轴运动平台，且其最底层运动轴是双电机驱动。
2轴音圈电机驱动平台，来源：H2W Technologies, Inc.
3轴音圈电机驱动平台，来源：H2W Technologies, Inc.
3. 音圈电机如何应用于镜头调焦？
我们再来仔细看看，音圈电机是如何用于镜头调焦的。
扁平形和圆柱形都看一下。
扁平式音圈电机，用于驱动微镜头调焦：如图（b）所示，镜头和永磁铁固定在镜架上，然后穿在图（c）对角线上两根导向杆中。如图（c），导向杆及线圈还有霍尔传感器固定在基座上，当线圈通电，便可驱动镜头上下运动，实现调焦。图片来源：《Design and Characterization of Miniature Auto-Focusing Voice Coil Motor Actuator for Cell Phone Camera Applications》
圆柱式音圈电机，驱动镜头上下运动，实现调焦：镜头和线圈固定在蓝色镜座上，顶部和底部有黄色的柔性导向结构，它们和镜座固连。柱形磁铁在外侧提供磁场，磁场辐射方向垂直于线圈，容易判断出线圈在上下方向受力，带动镜头运动，从而实现调焦。图片来源：《Design and Characterization of Miniature Auto-Focusing Voice Coil Motor Actuator for Cell Phone Camera Applications》
到此，我们明白了音圈电机的工作原理。
正因为这个原理，音圈电机有如下的一些优点：无需换相，低至无迟滞，零齿槽，与“螺杆式”动力器相比，机械部件更少，线性控制特性，高功率质量比，高功率体积比，无限位置（仅受编码器限制），高加速度等。
所以音圈电机很适合于小位移直线运动，如激光对焦，柔性振动，疲劳测试，按键测试等领域音圈电机是较理想的选择；
同茂电机12年来专业生产定制音圈电机，可以为精密定位，精准力控，高频运动，柔性供料等领域提供合适的音圈电机解决方案
在运动平台中，对于微小运动，例如1-5毫米，甚至更小的行程，常用音圈电机来驱动。
因为它们具有体积小，运动质量小，高加速度等显著特征。
音圈电机马达无论是在工业领域精密定位，精准力控，高频运动，柔性供料还是在医用内窥镜，呼吸机，以及摄像头调焦等方面都有广泛的应用。
比如小位移吸取头，常用扁平型音圈电机驱动，配合位置光栅编码器，检测运动轴位置。
再比如，手机摄像头中，用圆柱形音圈电机，来带动镜头运动，实现调焦。
那么，何为音圈电机（VCM=Voice Coil Motor）？其运动控制原理是什么？
1. 什么是音圈？
首先，什么是音圈？
音圈一词，其实来源于扬声器。
它实质上就是一个线圈。
在扬声器中，用来产生（展示）声音信号，所以叫音圈，多亏了它，我们才能听到美妙的音乐。
扬声器的底层逻辑，其实也是带电导线在磁场中受洛伦兹力，发生有规律的运动，带动相关部件振动，进而发出声音。
音圈（线圈）缠绕在椎体上，永磁体南北极如上左图（a）所示，内圈是北极，外圈是南极，在剖视图（b）中，磁场穿过音圈导线向外辐射，当导线通声音信号（电流）时，音圈在左右方向受力，发生运动，带动锥体振动，通过空气把声音扩散到外部。
音圈用于扬声器原理图
通电时，音圈来回运动，带动相关部件振动，发出声音
音圈用于扬声器，美妙的音乐不要停（点我听音乐）。
2．音圈电机结构及原理
音圈电机的原理，和上面所说的一模一样：线圈在永磁场中通电受力，发生运动，只不过音圈电机线圈不连接在扩音部件上，而是连接在其他需要驱动的部件上。
线圈运动，磁体固定式音圈电机（呼吸机音圈电机）
线圈固定，磁体运动式音圈电机
磁体运动式圆柱形音圈电机内部结构示意图：音圈固定，磁体和轴固连，轴两端有柔性导向结构，当线圈通电，线圈和磁铁之间会产生轴向力，带动轴运动。
线圈运动式音圈电机剖视图，上方线圈电流垂直于屏幕向外，下方电流垂直于屏幕向里，磁场在缝隙中垂直于电流，使用左手定则（让磁感线穿过手心，四指指向电流方向，大拇指所指方向就是线圈受力方向），很容易知道线圈沿左右方向受力运动。
这张图和轴式直线电机何其相似，只需要把磁铁复制排列好并固定，然后把线圈释放，不就是轴式直线电机了吗。
线圈受到的力称为洛伦兹力，由电流和磁通量的乘积确定：
F = k * B * L * I * N
其中，
F =力（N）
k =力常数
B =磁通密度（特斯拉）
L =线长（m）
I =电流（安培）
N =导体数量
对于给定的音圈，除电流外，所有参数都是固定的。因此，产生的力与输入电流成正比。力的方向既垂直于磁通量方向，又垂直于电流方向，改变电流方向会改变力的方向。
这就是音圈电机的原理。
其核心，还是通电线圈在磁场中受洛伦兹力。
在实际应用中，音圈产生的力推动负载，活动部件可以是线圈，也可以是磁体（力是相互的）。
线圈运动比磁体运动质量低得多，可以驱动更高负载。
但是，线圈会产生热量，如果负载对温度波动敏感，那么使用磁体移动更好。
当然，作为一个完整的执行机构，音圈电机和直线电机一样，需要导向机构和位置反馈装置。
导向机构可以用柔性结构（一般用于微小运动），滑块式导轨，空气轴承，或者交叉滚子导轨等。
反馈设备，可以用光栅编码器，也可以用LVDT位移传感器，霍尔传感器等。它们和伺服控制器，提供了一种闭环系统，可实现极其精确的位置和速度控制。
即使没有反馈装置，音圈电机也具有良好的力控制，这是因为其产生的力与施加的电流成正比。
单轴及双轴音圈电机驱动平台，其中底部图片是双轴运动平台，且其最底层运动轴是双电机驱动。
2轴音圈电机驱动平台，来源：H2W Technologies, Inc.
3轴音圈电机驱动平台，来源：H2W Technologies, Inc.
3. 音圈电机如何应用于镜头调焦？
我们再来仔细看看，音圈电机是如何用于镜头调焦的。
扁平形和圆柱形都看一下。
扁平式音圈电机，用于驱动微镜头调焦：如图（b）所示，镜头和永磁铁固定在镜架上，然后穿在图（c）对角线上两根导向杆中。如图（c），导向杆及线圈还有霍尔传感器固定在基座上，当线圈通电，便可驱动镜头上下运动，实现调焦。图片来源：《Design and Characterization of Miniature Auto-Focusing Voice Coil Motor Actuator for Cell Phone Camera Applications》
圆柱式音圈电机，驱动镜头上下运动，实现调焦：镜头和线圈固定在蓝色镜座上，顶部和底部有黄色的柔性导向结构，它们和镜座固连。柱形磁铁在外侧提供磁场，磁场辐射方向垂直于线圈，容易判断出线圈在上下方向受力，带动镜头运动，从而实现调焦。图片来源：《Design and Characterization of Miniature Auto-Focusing Voice Coil Motor Actuator for Cell Phone Camera Applications》
到此，我们明白了音圈电机的工作原理。
正因为这个原理，音圈电机有如下的一些优点：无需换相，低至无迟滞，零齿槽，与“螺杆式”动力器相比，机械部件更少，线性控制特性，高功率质量比，高功率体积比，无限位置（仅受编码器限制），高加速度等。
所以音圈电机很适合于小位移直线运动，如激光对焦，柔性振动，疲劳测试，按键测试等领域音圈电机是较理想的选择；
同茂电机12年来专业生产定制音圈电机，可以为精密定位，精准力控，高频运动，柔性供料等领域提供合适的音圈电机解决方案
电荷在导电抗器体中运动电抗器时，会受到分子和电抗器原子等电抗器其他粒电抗器子的电抗器碰撞与摩擦，碰撞电抗器和摩擦的电抗器结果形成了导体电抗器对电流的阻碍，这种电抗器阻碍作用最明电抗器显的特征是导体消耗电抗器电能而发热（或发光）。物体电抗器对电流的电抗器这种阻碍作用，称为该电抗器物体的电阻。电阻器(Resistor)在日常生活中一般直接称为电阻。是一个限流元件，将电阻电抗器接在电路中后，电电抗器阻器的阻值是电抗器固定的一般是两个引脚，它可限制通电抗器过它所电抗器连支路的电抗器电流大小。阻值不能改变的称为固定电阻器。阻值可变的称为电位器或可变电阻器。理想的电阻器是线性的，即通过电阻电抗器器的瞬时电流与外加瞬时电压成正比。用于分压的可变电阻器。在裸露的电阻体上，紧压着一至两个可电抗器移金属触点。触点位置电抗器确定电阻体任一端与触电抗器点间的阻值。端电压与电流有确定函数关系，体现电能转化为其他形式能力的二端器件，用字母R来表示，单位为欧姆Ω。实际器件如灯泡，电热丝，电阻器等均可表示为电阻器元件。电阻元件的电阻值大小一般与温度，材料，长度，还有横截面积有关，衡量电阻受电抗器温度影响大小的物理电抗器量是温度系数，其定义为温度每升高1℃时电阻值发生变化的百分数。电阻电抗器的主要物理特征是变电能为热能，也可说它是一个耗能元件，电流经过它就产生内能。电阻在电路中通常起分压、分流的作用。对信号来说，交流与直流信号都可以通过电阻。电抗器也叫电感器，一个导体通电时就会在其所占电抗器据的一定空间电抗器范围产生磁场，所以所有能载流的电导体都有一电抗器般意义上的感性。然而电抗器通电长直导体的电电抗器感较小，所产生的磁场不强，因此实际的电抗器是导线绕成螺线管形式，称空心电抗器;有时为了让这只螺线管具有更大的电感，便在螺线管中插入铁心，称铁心电抗器。电抗分为感抗和容抗，比较电抗器科学的归类是感抗器(电感器)和容抗器(电容器)统称电抗器为电抗器，然而由于过去先有了电感器，并且被称为电抗器，所以现在人们所说的电容器就是容抗器，而电抗器专指电抗器电感器。变阻器可以调节电阻大小电抗器的装置，接在电路中能调整电流的大小。一般的变阻器用电阻较大的导线(电阻线)和可以改变接触点以调节电阻电抗器线有效长度的装置构成。作用:1、限制电流，保护电路 2、改电抗器变电路中电压的分配。制动电阻，是电抗器波纹电阻的一种，主要用于变频器控制电机快速停车的机械系统中，帮助电机将其因快电抗器速停车所产生的再生电能转化为热能#地铁车厢应该静音吗#
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基础精讲精练、真题解析、冲刺押题视频完整版（陆续整理中）
电子类：
邱关源《电路》:https://t.cn/A6Gb61Ww
樊昌信《通信原理》：https://t.cn/A6Gb61WL
郑君里《信号与系统》：https://t.cn/A6Gb61O3
阎石《数字电子技术基础》：https://t.cn/A6Gb61Od
吴大正《信号与线性系统分析》：https://t.cn/A6Gb61WU
康华光《电子技术基础》：https://t.cn/A6Gb61WZ
秦曾煌《电工学》：https://t.cn/A6Gb61WA
力学类：
孙训方《材料力学》：https://t.cn/A6Gb61Ok
刘鸿文《材料力学》：https://t.cn/A6Gb61O1
龙驭球《结构力学》：https://t.cn/A6Gb61Oe
吴持恭《水力学》：https://t.cn/A6Gb61Wv
经济类：
高鸿业《西方经济学》：https://t.cn/A6Gb61WP
多恩布什《宏观经济学》：https://t.cn/A6Gb61OD
曼昆《宏观经济学》：https://t.cn/A6Gb61W2
范里安《微观经济学》：https://t.cn/A6Gb61Og
平狄克《微观经济学》：https://t.cn/A6Gb61OB
逄锦聚《政治经济学》：https://t.cn/A6Gb61Os
尹伯成《西方经济学简明教程》：https://t.cn/A6Gb61Wz
化工类：
高鸿宾《有机化学》：https://t.cn/A6Gb61W4
徐寿昌《有机化学》：https://t.cn/A6Gb61Wh
李发美《分析化学》：https://t.cn/A6Gb61lJ
陈敏恒《化工原理》：https://t.cn/A6Gb61lt
谭天恩《化工原理》：https://t.cn/A6Gb61lK
夏清《化工原理》：https://t.cn/A6Gb61lc
英语类：
胡壮麟《语言学教程》：https://t.cn/A6Gb61li
常耀信《美国文学简史》：https://t.cn/A6Gb61la
刘润清《新编语言学教程》：https://t.cn/A6Gb61lI
刘炳善《英国文学简史》：https://t.cn/A6Gb61lf
朱永涛《英语国家社会与文化入门》：https://t.cn/A6Gb61l9
吴伟仁《美国文学史及选读》：https://t.cn/A6Gb61lV
王佐良《欧洲文化入门》：https://t.cn/A6Gb61lo
丁往道《英语写作手册》：https://t.cn/A6Gb61lM
吴伟仁《英国文学史及选读》：https://t.cn/A6Gb61l6
管理类：
周三多《管理学》：https://t.cn/A6GbavL4
罗宾斯《管理学》：https://t.cn/A6GbavLb
芮明杰《管理学》：https://t.cn/A6GGJQGG
《运筹学》：https://t.cn/A6GGJQG4
生物类：
王镜岩《生物化学》：https://t.cn/A6GGJQGq
翟中和《细胞生物学》：https://t.cn/A6GGJQGb
朱玉贤《现代分子生物学》：https://t.cn/A6GGJQG5
周德庆《微生物学教程》：https://t.cn/A6GGJQtb
周爱儒《生物化学》：https://t.cn/A6GGJQtU
沈萍《微生物学》：https://t.cn/A6GGJQtL
查锡良《生物化学》：https://t.cn/A6GGJQty
沈同《生物化学》：https://t.cn/A6GGJQtP
机械类：
孙桓《机械原理》：https://t.cn/A6GGJQtc
郑文纬《机械原理》：https://t.cn/A6GGJQtG
杨可桢《机械设计基础》：https://t.cn/A6GGJQtf
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力学类：
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