百摩网
当前位置: 首页 生活百科

线性马达和转子马达对比(转子马达和线性马达有什么不同)

时间:2023-08-05 作者: 小编 阅读量: 20 栏目名: 生活百科

一个是圆柱形的,一个是扁平形,而线性马达与它们不同。线性马达主要由动子和定子组成,其中定子是由线圈和FPC组成,而动子是由磁铁、弹簧、特制质量块组成。X轴马达一般为长方体形,Z轴线性马达一般为扁平圆柱体形,类似于转子马达中的扁平转子马达。而线性马达成本比较高,对于技术要求比较高,目前仅是在一些高端手机上使用。利用马达带动偏心轮转动,从而产生振动,达到清洁牙齿作用。而在今年,这个比例会更加的高。

对于马达(motor,专业名称电机,俗称为马达)都不陌生,儿童玩具车和一些小玩具上都有马达的存在。但是对于手机上配的线性马达、转子马达、扁平马达这三个马达来说,很多人就不太懂了。

什么是转子马达,什么是扁平马达,什么又是线性马达?工作原理是什么样的?三者之间又有什么不同?带着这几个疑问,下面就来系统分析。

马达的历史

马达也就是电机,它最开始是起于电流磁效应,也就是在1820年丹麦物理学家奥斯特在实验中得到电流在磁场中受到机械力作用,这也是我们今天说的电流磁效应。

电流磁效应实验

而真正奠定直流电机模型的不是奥斯特,而是英国的科学家法拉第。他在1821年时总结了载流导体在磁场中受到机械力发生运动现象,他的这个总结实验模型就是现代广泛使用的直流电动机模型。

在1831年时,法拉第发现了电磁感应定律,并且发明了单极直流电动机。而我们手机用的转子马达、扁平马达都是使用的直流电压供电工作,非严格意义上也就是直流电动机。

转子马达、扁平马达、线性马达

转子和扁平马达原理实际一样,只不过做的外形不同。一个是圆柱形的,一个是扁平形,而线性马达与它们不同。

转子马达(包括扁平马达)

对于这个说的转子马达,估计一部分人来说都没有见过真正长什么样。下图展示的即为手机使用的转子马达,原先手机的振动效果就是由它来实现。

转子马达组成:直流马达、偏心轮

通过观察上图的转子马达外形,可以知道它由直流马达和偏心轮组成。当手机接收到电话或者闹钟响铃时,如果事先设置了振动效果,手机主板就给给这个转子马达一个驱动信号。

转子马达接收到主板信号后两端得到工作电压,马达内部转子有电流通过,根据电磁感应原理,马达转子会因为磁场作用受到机械力,这个机械力推动转子马达高速旋转。

手机上的转子马达,不同手机位置不太同,一般在手机最低部

由于马达的转子轴上固定了一个偏心轮,这个偏心轮其实就是一个圆柱体铁块被从中间切断了一半。马达转动过程带动这个偏心轮转动。而由于偏心轮只有圆柱体铁块的一半,转动过程中它的圆心质点不在马达的转子上,高速转动过程中由于惯性的作用产生振动,也就是我们手机发出的振动。

这里也可以理解为转动不稳定,因为这个偏心轮只有圆柱体铁块的一半,马达带动它转动非常不稳定,会产生振动。而如果用一个整的圆柱体铁块,这个马达就不会发出振动。

图中黑色圆块即为扁平马达,转子马达一种

这里大家也可以找出一个马达进行实验,马达转轴一个固定一个圆柱体转轮,另外一个固定只有圆柱体一半的转轮,就可以得出哪个会振动。

线性马达

线性马达使用也是直流电,但是与转子马达还是有本质性区别。先上图了解,下图就是一个线性马达工作效果图,根据振动方向不同可以分为横向(X轴)线性马达、纵向(Z轴)线性马达。Z轴线性马达基本上可以说是转子马达升级版,效果不如X轴线性马达。

线性马达工作过程的动图

线性马达的工作类似于一个工地上的打桩机,发出“哒哒哒”的震感。线性马达主要由动子和定子组成,其中定子是由线圈和FPC组成,而动子是由磁铁、弹簧、特制质量块组成。

苹果手机上用的线性马达,一般为长方体形

当手机主板给线性马达信号时,线性马达内部定子线圈得电,由于内部有磁场存在,通电的定子线圈会受到力的作用,从而便会按照一定方向(X轴沿横向,Z轴沿纵向)来回往复运动,来回往复运动会带动动子运动,从而产生震感。这就类似于打桩机,来回的往复运动。

X轴和Z轴马达区别

这里我们就可以理解为一个坐标系,X轴也就是代表着水平方向,Z轴代表着纵向。X轴马达一般为长方体形,Z轴线性马达一般为扁平圆柱体形,类似于转子马达中的扁平转子马达。

图中镊子所夹即为Z轴线性马达,效果一般

由于Z轴线性马达的体积比较小,它的纵向行程比较的短。而X轴线性马达为长方体形,它的行程比较长,它的震感要强于Z轴线性马达,一般用于高端旗舰手机上。

转子马达和线性马达对比

转子马达远不如线性马达的效果,这一点可以从曾经一款手机上得到验证。2016年发布的iphone7使用了线性马达并且它的HOME键实际上是按不下去的。

苹果的HOME按键

但是却给人的感觉按了下去,这个功劳就是线性马达起的作用。当人体手指按压HOME键之后,内部线性马达能够振动模拟HOME键弹起的手感。

转子马达由于利用的马达带动偏心轮转动产生震感,它的启动速度很慢,振动结束也是比较慢,也就是会出现拖尾现象,振动没有方向感。这就会导致振动发出“嗡嗡嗡”声音,而线性马达声音是“哒哒哒”。

三种不同的马达工作动图对比

不同于转子马达,线性马达接收到驱动信号后响应非常的快,并且给人的振动感觉非常强,振动结束后不会像转子马达那样有拖尾现象出现。

左边为转子马达工作波形,右边为线性马达工作波形

但是由于转子马达成本更加低,对技术要求不高,仍然是很多手机的首选。而线性马达成本比较高,对于技术要求比较高,目前仅是在一些高端手机上使用。

如果仅仅认为转子马达只用在手机上那就比较错误了,其它产品也有它的身影。

电动牙刷

对于早期的电动牙刷和一些低价的电动牙刷来说,为了节约成本内部振动产生用的就是转子马达。利用马达带动偏心轮转动,从而产生振动,达到清洁牙齿作用。但是由于这种设计也会带动牙刷手柄的振动,刷牙效果并不是很理想,体验效果比较差。

一些比较廉价的电动牙刷

而大多数高档一点电动牙刷都用上了磁悬浮声波马达,这种马达每分钟振动次数可以达到4万次左右,清洁效果非常好,不会出现牙刷手柄抖动现象。

家用按摩器

对于一些性价比比较高的按摩产品,例如网上售卖的电动按摩器,它都是通过机器振动来进行人体按摩。

电动按摩器

它的内部就是一个转子马达,马达通电后带动偏心轮转动从而产生振动。通过调节不同档位,也就是调节了马达的输入电压,电压越高马达转速越高,振动效果越强。

工地混凝土振动棒

在一些建筑水泥地方,会看到工人拿着下图所示工具对水泥进行振动,从而来达到加速固化作用。而它的原理大部分也就是转子马达作用,马达带动偏心轮产生振动,这个振动通过轴承传递给振动棒的壳体,使振动棒产生圆周振动。

小型水泥振动棒

手机中那个你忽略的马达

最近这个转子马达和线性马达比较火,对于一些对马达要求比较看重的来说,有没有线性马达也成了选择手机的标准。实际上手机上不单单是有转子马达和线性马达,还有别的马达。

上年的华为P30Pro的30倍变焦深受人们的关注,今年的华为P40Pro 更是达到了100倍变焦,而这个变焦从何实现?

如果利用传统的单反相机那样变焦,手机的电路板体积根本得不到保证,而这时就用到了一个VCM马达。它的全称是VCM自动对焦马达,手机的对焦和变焦正是通过它来实现。而我们国内做这个VCM马达(音圈马达)是新思考电机厂家,华为、小米、OPPO、VIVO等厂商的自动对焦马达基本都是来自这家厂商生产。

结构图

日本调查公司Techno Systems Research Co. Ltd曾经做了一个预估调查统计,2014年全球可对焦摄像头占主摄像头68.7%,2015年达到了73.6%,2019达到了83.8。而在今年,这个比例会更加的高。

什么是VCM马达,原理怎么样

首先有一点,目前基本上1300万像素以上的摄像头手机都配有VCM马达,个别的800万像素上用的也有。

它和转子马达一样,也是把电能转换为机械能。与转子马达不同的是它可以实现直线型及有限摆角的运动,利用来自永久磁钢的磁场与通电线圈导体产生的磁场中磁极间的相互作用产生有规律的运动的装置。

在反馈做的好的情况下,它的定位精度可以轻易达到10NM,加速度可达300g。

笔者结语

通过上面的介绍,就可以得出结论线性马达效果远超转子马达。根据目前手机使用线性马达的数量,笔者认为在未来几年内,手机上基本上也会淘汰掉转子马达,线性马达才是未来的主流。

而在笔者看来转子马达、线性马达、VCM马达影响中,VCM马达的影响更加大。线性马达给人带来的振动体验更加优越,而VCM则是把手机影像带到了一个新的高度,从之前的定焦镜头到现在的自动对焦镜头。人们不需要专业的摄影技能,也能拍出高质量的照片,提升了人们的生活品质。

不单单这几种马达,生活中的直流马达、交流电动机(电动机俗称为马达)都深刻影响我们的生活。例如每家每户都有的豆浆机、电风扇、榨汁机、洗衣机、抽油烟机内部都有电动机,正是它们的功劳,我们的生活才是如此的便捷。例如目前的智能窗帘,手机发出命令即可控制它的开启和关闭,正是因为电动机带动它才得以开启和关闭。

而在未来新能源车是主流,新能源车驱动也是电动机功劳。电动机是人类生活中不可或缺的一个电器,深刻的影响着我们的生活。

    推荐阅读
  • 男人睡觉的五种表现(睡觉前男人这些举动)

    但自从遇到男友后,因为其父亲是个老中医。可男友并未让她如愿,每晚睡觉前,都会将特制的热水端到学妹脚边,监督她泡脚。面对学妹想要逃避的心思,他干脆陪她一起泡,直到他认为可以停止为止。虽然过程难熬了些,但在男友的监督陪同下,学妹说她的身体明显感到有好转。为此,男友还在继续坚持着这一行为。为了帮学妹改掉这个坏习惯,男友和她约定了,每晚十一点准时睡觉的规定。

  • 种植葫芦有什么需要注意的(种植葫芦药注意什么)

    种植葫芦有什么需要注意的葫芦品种一定要选择靠谱的厂家。时间相差一倍以上。葫芦种植要小头朝下。架子要保证每棵葫芦旁边有一根立杆,之后把葫芦苗与架子绑在一起,不能紧也不能松,保护葫芦正常爬杆。葫芦想要结的多必须掐掉主蔓头部,促进侧枝的生成,一般留下两到三个分支之后保持养分的平衡才能结出大量的果实,如果任由主蔓生长,没有那么多蔓藤保证花芽数量,是结不出那么多葫芦的。

  • 宝可梦奇葩手办(这手办可真有意思)

    动画中的杰尼龟、小火龙、妙蛙种子以及皮卡丘被称为初代宝可梦,它们各有各的萌点,特别是皮卡丘的“皮卡皮卡”,至今还让人印象深刻,甚至皮卡丘成为了《宝可梦》的一个典型代表。初代宝可梦给我们带来的欢乐与萌,是很多作品所无法给予的。强壮的身躯直接是让皮卡丘的双臂显得十分粗壮,这也让手臂看上去很短,并不是特别美观。总结总的来说,初代宝可梦舍弃萌元素后,化身健身大佬,这些手办看上去十分有趣!

  • 重庆未入选历史文化名城(历史学家潘洵解析)

    新中国成立后,重庆是西南军政委员会所在地,并成为新中国的大工业城市,“三线建设”的战略基地。改革开放后,重庆又先后成为全国第一个经济体制综合改革城市和中西部地区唯一直辖市,国家重要中心城市。抗战时期,重庆又成为国民政府战时首都和世界反法西斯战争远东指挥中心,这把重庆又推向了国际。潘洵表示,城市的历史是城市的文脉,历史和现实永远联系在一起,要认识现在,最好的方式是回望历史。

  • 什么螃蟹不能吃(不能吃的蟹列述)

    而螃蟹死后,这些微生物便可利用其丰富的营养物质迅速繁殖,导致螃蟹腐败变质并产生多种毒素。人食用后可能发生发热、呕吐、腹痛、腹泻等食物中毒症状。此外,蟹肉中富含组氨酸,当螃蟹死亡后,一些含组氨酸脱羧酶的细菌可在适当的条件下使蟹肉中的游组氨酸脱羧基形成大量组胺。食用经其处理的螃蟹后,可能导致消化道粘膜损伤。

  • 有机薯芋类蔬菜高产种植技术,品种是怎样选择的

    要防止田间积水,否则块茎容易腐烂,在施足基肥的基础上,对马铃薯应进行追肥,幼苗期要早追肥,以追施沼液等速效肥为主,施肥后浇水。

  • 中国历史上药圣和医圣分别是谁啊(药圣和医圣介绍)

    中国历史上药圣和医圣分别是谁啊医圣张仲景:名机,汉末南阳人,我国古代杰出的医学家,著有《伤寒杂病论》一书。书中阐述的“辩证论治”的中医理论和治疗方法,奠定了中医治疗学的基础,所以后人尊他为“医圣”。其所著的《千金要方》是我国最早的医学百科全书,从基础理论到临床各科,理、法、方、药齐备,是价值千金的中医瑰宝。故后人称之为“药王”,“真人”,“药圣”。

  • 不婚女王什么时候上映(不婚女王简介)

    不婚女王什么时候上映该剧于2021年3月31日在央视八套播出。《不婚女王》是由林妍执导,佟丽娅、张亮领衔主演,王宫良、许芳铱、陈昊等主演的都市情感剧。该剧根据自由极光的同名小说改编,讲述了婚礼策划师何大叶因遭前男友逃婚而不再相信爱情,在遇见男模张猛后逐渐敞开心扉,重获爱情的故事。她选择追求事业上的成功,认为女人靠自己比倚靠婚姻和男人更靠谱。大叶原谅了他,两人和平分手。

  • slr奔驰最新款(鸥翼跑车奔驰SLR终极进化论)

    slr奔驰最新款奔驰SLR是梅赛德斯·奔驰旗下的特殊跑车。车头部分,MANSORY迈莎锐运用自家高温、热压工艺15小时淬炼而成的航空级碳纤维为SLRMcLaren打造出全新的引擎机盖、前唇、前保险杠带进气口分离器、大灯罩等部件,并对前后包围进行了拓宽处理,令SLRMcLaren前脸霸气指数显著提升。

  • 泰安异地驾照遗失补办预约办理指南 泰州驾驶证补办在哪儿

    根据2016年4月1日公安部颁布的139号令,第六十三条机动车驾驶证遗失的,机动车驾驶人应当向机动车驾驶证核发地或者核发地以外的车辆管理所申请补发。