电子雕刻机是现代印刷技术的关键设备,而高频响电-机械转换器则是电子雕刻机的关键部件,其性能直接影响制版的效率和印刷质量。国外少数发达国家在这方面已得到了长足的发展,国内的研究却寥寥无几。综合国内外公开文献的基础上,论文对电子雕刻机的关键部件电-机械转换器进行了探索性研究,借鉴国外产品的特点,提出了“π”型衔铁的动铁式高频响电-机械转换器的结构,理论分析和实验结果表明该结构的电-机械转换器频响可达1200Hz,位移达到±30μm,并具有良好的线性度;理论分析根据磁路原理和磁场原理分别得到了磁路方程和磁场模型,仿真与实验结果基本吻合,验证了数学模型,并得出了工程实践有指导意义的结论;针对该电-机械转换器的频响高、位移小,不能直接使用普通仪器进行动态测试的问题,采用自行提出的反射式光测法,成功完成了频率响应的测试。 论文内容如下: 第一章:在综合国内外文献的基础上,介绍了高频响电-机械转换器的应用领域的发展历史和国内外高频响电-机械转换器的发展状况;总结了高频响电-机械转换器的性能要求;以及论文的研究内容和意义。 第二章:对常见高频响动铁式、动圈式电-机械转换器的结构和性能进行了对比分析,提出了“π”型动铁式高频响电-机械转换器的结构,分析了一体化弹簧和“π”型衔铁等主要部件结构特点、磁路的最佳工作点、动态工作点、回复磁导率和软磁材料的工作性能,最后介绍了高频响电-机械转换器的工作原理。 第三章:根据磁通连续定律、磁路全电流定律并考虑漏磁、导磁体中涡流等的影响,建立了磁路数学模型,利用数学模型通过Matlab软件进行了静态特性、阶跃特性和频响特性的仿真,讨论了主要结构参数对性能的影响;根据麦克斯韦电磁理论基本方程,建立了磁场数学模型,通过Ansys软件进行了三维磁场仿真,说明了磁路分析的合理性,并得出了工程实践有指导意义的结论。 第四章:介绍了静态和瞬态实验系统,完成了高频响电-机械转换器电流-位移静态特性和电压-电流瞬态响应特性测试;针对该电-机械转换器的频响高、位移小,不能直接使用普通仪器进行动态测试的问题,采用自行提出的反射式光测法,成功完成了频率响应的测试;并对实验结果进行了分析,验证了数学模型,肯定了“π”型衔铁的动铁式高频响电-机械转换器结构的可行性。 第五章:对全文进行了总结,并对今后的研究进行了展望。