線性馬達是什麼,與轉子馬達有什麼不同?

2020-12-14 科技晴

說起馬達(專業名稱電動機,馬達只是它的俗稱)玩過遙控車的朋友都不陌生,裡面都會有好多個馬達。而今年線性馬達這個東西比較的火熱,部分小夥伴懵了!聽說過馬達,這個線性馬達又是什麼呢?

線性馬達是什麼

線性馬達今年之所以那麼火熱,是因為這六個字,其中三個字是「噠噠噠」,另外三個字是「嗡嗡嗡」,這六個字把線性馬達徹底的帶火了,各家高端旗艦手機也紛紛標配線性馬達。

主要搭載手機:

小米10系列、華為Mate30系列、魅族16系列、一加8系列、IQQO3、紅米的K30 PRO、榮耀30系列、以及蘋果系列都已經搭載了體驗效果更加的線性馬達。

何為線性馬達?話不多說,一部分小夥伴並沒有見過這個所謂線性馬達,先來上圖了解,下圖就是一個手機中的線性馬達。

▲蘋果手機上面的線性馬達

線性馬達主要由定子和動子組成,動子主要是由特製質量塊、彈簧、磁鐵構成,定子則是由FPC和環繞線圈構成,下圖是一個X軸線性馬達的工作動圖。

▲線性馬達工作過程動圖

當把手機鬧鈴設置開啟振動時,當鬧鈴響起時手機主板會給線性馬達發送一個驅動信號。線性馬達接收到這個驅動信號,便會像工地上打樁機那樣開始工作。

也就是線性馬達收到主板驅動信號後它的定子線圈得電,由於磁場的存在,以及物理學家奧斯特發現的電流的磁效應,這個定子將受到磁場力的作用,會沿著特定的方向(橫向或者縱向)帶動動子運動,從而可以產生震感。

線性馬達分類以及和普通轉子馬達區別

線性馬達根據它的行程方向不同,可分為X軸和Z軸線性馬達(Z軸馬達實際應用並不多)Z軸線性馬達非嚴格意義上就是普通轉子馬達(下文由轉子馬達介紹)的升級版。

▲Z軸線性馬達

由於Z軸線性馬達的行程是沿著縱向,相比於X軸線性馬達來說,它的運動行程比較短,帶來的實際體驗並不如X軸線性馬達效果好,只不過是比著轉子馬達要好那麼一點,而目前主流手機搭載的基本上都是X軸線性馬達。

沒有線性馬達之前,手機搭載的普遍都是比較廉價、對技術要求不高的轉子馬達。估計一部分小夥伴也是沒見過這個所謂轉子馬達,咱們也是直接上圖了解,下圖就是一個以前手機主板上的轉子馬達。

(一部分手機用的是扁平馬達,扁平馬達其實也是屬於轉子馬達的一種,它們兩個效果都不如線性馬達)

轉子馬達主要由兩部分組成,一部分是直流馬達、一部分是偏心輪(也就是一個圓柱體鐵塊被從中間切走了一部分)這個馬達和遙控車上的馬達並沒有什麼區別,只不過是它的體積做的非常小。

▲轉子馬達的結構圖

它的工作原理就比較簡單,直流馬達內部有定子和轉子以及換向片等部件構成,通電後轉子得電,根據電磁感應定律,轉子會切割磁感線受到磁場力的作用轉動。轉子轉動將會帶動外面的偏心輪轉動,由於它的結構特殊,這個偏心輪轉動的圓心質點不在馬達的轉子上,由於慣性的原因就產生了振動。

轉子馬達和線性馬達兩者區別

1、響應速度

線性馬達接收到主板驅動信號後,響應速度非常快,而轉子馬達響應速度略慢。並且在振動結束時,由於轉子馬達本身特性,會出現拖尾的現象,也就是出現「嗡嗡嗡」。而線性馬達可以做到快速啟停,不會出現拖尾現象,它的效果是「噠噠噠」,帶來的實際體驗更加好。

▲圖左為轉子馬達工作波形圖,圖右為線性馬達波形圖,線性馬達優於轉子馬達

例如在iphone7手機上,它的HOME按鍵實際上並不可以按壓下去,但是用戶感受到是可以按壓下去,這個效果就是線性馬達的功勞。利用線性馬達,提供給用戶一個按壓下去的感覺。

2、成本和技術要求

普通轉子馬達結構比較簡單,製造成本比較低,並且對主板相應技術要求不高。而線性馬達的成本比較高,剛被使用時一個線性馬達達到了10美元左右,並且對主板技術要求更加高,這也是這麼多年它得不到大力普及的原因之一。

普通扁平馬達,轉子馬達的一種

3、方向振感

用過搭載線性馬達的手機都知道,它的振動效果有一定的方向性,也就是「噠噠噠」沿著一個特定的方向。而轉子馬達它沒有方向性,轉動比較的雜亂,也就是我們只能感受到它的「嗡嗡嗡」,並感受不到方向性。

▲三者工作過程對比圖

手機中難道只有線性馬達或者轉子馬達?

手機中不單單具有線性馬達或者轉子馬達一種,也有一個馬達比較重要,那就是攝像頭模組自動對焦用的VCM自動對焦馬達(音圈馬達)國內給各大手機廠商供貨這個馬達的是新思考電機公司,像華為、小米、OV等大部分廠商都是它的提供貨源。

它的作用其實就是使手機上的攝像頭模組實現自動對焦,而正式它的存在讓智慧型手機拍照能力越來越強。目前1200萬像素以上的主攝基本都配備有VCM自動對焦馬達,個別的800萬像素攝像頭模組搭載的也有。

與轉子馬達不同的是它可以實現直線型及有限擺角的運動,利用來自永久磁鋼的磁場與通電線圈導體產生的磁場中磁極間的相互作用產生有規律的運動的裝置。

並且它的精度非常高,在各種反饋系統做的比較好情況下,它的定位精度可以輕易達到10NM,加速度可達300g。

筆者建議和結語

買手機是否應該拿一部手機有沒有配備線性馬達為標準呢?筆者這裡認為選購手機上並不是非要配備線性馬達的手機才去購買,應該進行全面的綜合考慮。例如要考慮一部手機的處理器性能、使用體驗、它的系統流暢度、以及這個品牌知名度。

以上幾個標準才是選購一個手機的幾個基本要素,如果片面要求線性馬達,實際系統的流暢度、手機性能、品牌知名度不夠好,那麼將會帶來更加糟糕的使用體驗。

而對於一些比較喜歡機械鍵盤的朋友來說,比較喜歡那種線性馬達打字過程中給人帶來的「噠噠噠」體驗感,比較反感轉子馬達的「嗡嗡嗡」感覺的話,也是可以把馬達列入購買手機選購的標準上,但也不是唯一標準。

而對於未來手機來說,線性馬達也會成為一個標配。而一些普通的手機,例如老年人使用手機來說,由於對于振動要求並不是像年輕人如此強烈,配備上仍然還將是轉子馬達。

無論對於是先進的線性馬達還是普通的轉子馬達來說,它們對於手機的發展都是有一定助推作用,不可完全否定轉子馬達功勞。因為早期手機都是轉子馬達,也正是它給我們提供了手機的振動功能。

只不過隨著時代發展,人們對於體驗要求越來越高,技術越來越成熟,線性馬達成了手機主流。其實像生活中一些比較便宜的電動牙刷、電動按摩器、小型混凝土振動棒利用的都是轉子馬達振動原理。

以上就是筆者對於本問題解答,如果您認同我的觀點,歡迎您的點讚、關注,非常感謝您的支持和閱讀!

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