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2電磁設(shè)計(jì)與優(yōu)化新型高帶寬驅(qū)動(dòng)器的電磁設(shè)計(jì)和優(yōu)化目標(biāo)是在音圈電機(jī)體積最小、用料最少的情況下使得力矩或電機(jī)常數(shù)最大化。同時(shí)使驅(qū)動(dòng)器在一定角度位移的情況下以最短的尋找時(shí)間和最小的能耗產(chǎn)生足夠的力或者力矩去移動(dòng)一定的負(fù)荷（線(xiàn)圈、線(xiàn)圈支撐、臂、懸掛和滑塊）。通過(guò)使用二維有限元分析大致確定一些關(guān)鍵尺寸和電磁參數(shù)，包括電機(jī)高度、磁鐵形狀和尺寸、氣隙磁通密度以及氣隙長(zhǎng)度。優(yōu)化電機(jī)磁路和線(xiàn)圈的設(shè)計(jì)參數(shù)以滿(mǎn)足最大力矩和電機(jī)常數(shù)。磁軛的側(cè)面被用于平衡磁路。由于音圈的優(yōu)化空間有限，線(xiàn)圈的設(shè)計(jì)必須滿(mǎn)足有效導(dǎo)體和額定功率最大化。同時(shí)需要考慮輸入充足功率以獲得良好的存取性能盡可能少功耗。對(duì)于一定的場(chǎng)強(qiáng)，用最少的能耗獲得最佳的存取性能是線(xiàn)圈設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵問(wèn)題。使用三維有限元分析對(duì)電磁設(shè)計(jì)進(jìn)一步優(yōu)化。電磁設(shè)計(jì)中預(yù)測(cè)的新型驅(qū)動(dòng)器的一些參數(shù)與3.5"HDD中使用的傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)器參數(shù)的比較如表1所示。表中：：、L、Kf、Tr、m、Te、Tm、a分別為線(xiàn)圈電阻、線(xiàn)圈電感、轉(zhuǎn)矩常數(shù)、電機(jī)常數(shù)、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、電時(shí)間常數(shù)、機(jī)械時(shí)間常數(shù)、加速率。由表可見(jiàn)對(duì)新型驅(qū)動(dòng)器的電磁設(shè)計(jì)優(yōu)化得到比傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)器中更好的電磁性能。
表1高帶寬驅(qū)動(dòng)器和傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)器的電磁參數(shù)驅(qū)動(dòng)器。可通過(guò)有限元分析證明：用鋁硼如所示，橫向面內(nèi)彎曲模式的頻率變?yōu)?kHz（1）由于新型高帶寬驅(qū)動(dòng)器中音圈電機(jī)的獨(dú)特左右。這樣就可以解釋為什么腧果限元結(jié)構(gòu)和磁體排列，新型驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)生的力與橫向正交，元分析預(yù)測(cè)的結(jié)果11. 5kHz要低很多，這主要是由驅(qū)動(dòng)器的原型器件造成的。由于原型器件的線(xiàn)圈是手工制成的，而且驅(qū)動(dòng)器VCM部分的強(qiáng)度比通常情況下有限元分析中使用的要低很多，導(dǎo)致了整個(gè)結(jié)構(gòu)硬度的下降，降低了橫向面內(nèi)彎曲模式的頻率，這一點(diǎn)可通過(guò)有限元分析進(jìn)行驗(yàn)證。將線(xiàn)圈和線(xiàn)圈支持（塑料）的彈性模量分別降至原來(lái)值的1/5，炭合物取代鋁作為臂部件材料，橫向面內(nèi)彎曲的頻率變?yōu)?5.7kHz，比11.5kHz高出很多。
4結(jié)語(yǔ)本文設(shè)計(jì)了一種新型高帶寬動(dòng)圈驅(qū)動(dòng)器，并對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化和分析。其特點(diǎn)如下：得到純力矩，使中樞軸承和軸上產(chǎn)生的反作用力顯著降低。
用有限元分析對(duì)一些關(guān)鍵的電磁參數(shù)和尺寸進(jìn)行優(yōu)化與預(yù)測(cè)，表明新型高帶寬驅(qū)動(dòng)器的電磁性能明顯優(yōu)于傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)器。
采用三維有限元分析法對(duì)新型高帶寬驅(qū)動(dòng)器的動(dòng)態(tài)性能進(jìn)行評(píng)估，它的頻率響應(yīng)特征表明影響伺服帶寬的橫向準(zhǔn)剛性體震動(dòng)模式（QR模式）被顯著抑制。因而在高磁道密度記錄中，新型高帶寬驅(qū)動(dòng)器支持的伺服系統(tǒng)可以得到更高的帶寬。
