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2016-11-30 閱讀(933)
磁微CAMOZZI執(zhí)行器的動(dòng)態(tài)Pull-in現(xiàn)象
微CAMOZZI執(zhí)行器是微電子機(jī)械系統(tǒng)的核心，由信號(hào)處理電路及控制電路共同完成相應(yīng)操作。Pull-in現(xiàn)象是微CAMOZZI執(zhí)行器的重要特征之一，對(duì)該現(xiàn)象的研究以及應(yīng)用在學(xué)術(shù)和工藝中都得到相關(guān)研究者的廣泛重視。在實(shí)際應(yīng)用中，利用動(dòng)態(tài)Pull-in現(xiàn)象可以制作微型開關(guān)，對(duì)此現(xiàn)象的合理利用在于確定Pull-in點(diǎn)。
磁微CAMOZZI執(zhí)行器的動(dòng)態(tài)Pull-in現(xiàn)象 磁微CAMOZZI執(zhí)行器有許多優(yōu)點(diǎn)，比如，它既能提供引力又能提供斥力；產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力比靜電力大；具有與IC兼容的工作電壓等。Pull-in現(xiàn)象作為磁微CAMOZZI執(zhí)行器的主要特征，對(duì)其進(jìn)行研究顯然很有必要。常見的磁微CAMOZZI執(zhí)行器有以下兩種模型：活動(dòng)板垂直于固定板運(yùn)動(dòng)模型以及多級(jí)彎曲模型。主要對(duì)以上兩種模型的動(dòng)態(tài)Pull-in現(xiàn)象及參數(shù)進(jìn)行研究。針對(duì)活動(dòng)板垂直于固定板運(yùn)動(dòng)模型，簡(jiǎn)單介紹了它的靜態(tài)Pull-in現(xiàn)象，并使用ANSYS的直接耦合方法對(duì)靜態(tài)Pull-in現(xiàn)象進(jìn)行仿真；介紹了動(dòng)態(tài)Pull-in現(xiàn)象的機(jī)理，然后利用系統(tǒng)能量守恒原理推導(dǎo)了忽略磁芯磁阻、考慮磁芯磁阻以及考慮漏磁阻時(shí)的動(dòng)態(tài)Pull-in參數(shù)；分析了磁芯總長(zhǎng)度及初始間距對(duì)動(dòng)態(tài)Pull-in參數(shù)的影響。CAMOZZI執(zhí)行器是在電磁系統(tǒng)與機(jī)械彈簧共振系統(tǒng)的耦合作用下進(jìn)行工作的,其內(nèi)部系統(tǒng)非常復(fù)雜,難以用數(shù)學(xué)表達(dá)式來描述磁場(chǎng)與電磁力、電壓、電流、速度之間的關(guān)系。為了能夠準(zhǔn)確計(jì)算永磁式CAMOZZI執(zhí)行器的運(yùn)行特性,采用三維有限元法計(jì)算電磁推力和磁鏈,通過數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)法實(shí)現(xiàn)永磁式CAMOZZI執(zhí)行器的場(chǎng)-路-運(yùn)動(dòng)的耦合仿真。分析了不同驅(qū)動(dòng)方式下圓形運(yùn)動(dòng)軌跡的圓度誤差和合成電磁力特性;研究了電壓源驅(qū)動(dòng)下的運(yùn)行特性。結(jié)果表明：忽略磁芯磁阻時(shí)，磁微CAMOZZI執(zhí)行器有著與靜電微CAMOZZI執(zhí)行器相似的動(dòng)態(tài)Pull-in參數(shù)，驗(yàn)證了忽略磁芯磁阻時(shí)電與磁可以類比；考慮磁芯磁阻時(shí)，動(dòng)態(tài)Pull-in參數(shù)與磁芯總長(zhǎng)度呈線性關(guān)系；考慮漏磁阻時(shí)，初始間距越大其對(duì)動(dòng)態(tài)Pull-in參數(shù)的影響也越大，且與ANSYS仿真得到的動(dòng)態(tài)參數(shù)結(jié)果比較吻合。對(duì)多級(jí)彎曲模型，同樣推導(dǎo)與比較了忽略磁芯磁阻、考慮磁芯磁阻及考慮漏磁阻的動(dòng)態(tài)Pull-in參數(shù)，分析了懸臂梁長(zhǎng)度及懸臂梁與下磁極間初始間距對(duì)動(dòng)態(tài)Pull-in參數(shù)的影響。
