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• 為了實現(xiàn)單碟硬盤（HDD）容量越來越高的需求，HDD應具有極高的磁道密度，這需要一個具有高伺服帶寬的磁頭定位系統(tǒng)。國際上許多研究者致力于提高磁頭定位系統(tǒng)的伺服帶寬117.其中一種方法是使用雙級驅動系統(tǒng)一音圈電機（VCM）驅動器為第一級，微型驅動器為第二級1451；另一種方法是改善傳統(tǒng)的單級VCM驅動器的機械動力113671.對于雙級驅動系統(tǒng)，必須對第一級驅動進行極體的暴露會給驅動器的生產和大改進，得到高的機械帶寬才能改善整個系統(tǒng)的性能。而對于單級定位，已開發(fā)出一種高度改進的驅動系統(tǒng)以支持高達100kTPI以上的磁道密度，這種方法既節(jié)約制造和裝配的成本又非常可靠。這樣基于VCM驅動，產生正交力或純力矩是增加機械帶寬的有效途梗13.由于傳統(tǒng)驅動器固有的中頻帶共振嚴重限制了伺服帶寬（大約為驅動器主共振頻率的20%）因而使得讀寫頭跟蹤系統(tǒng)無法達到硬盤驅動高TIP刻錄的要求。在這些難以預料的中頻帶共振中，橫向準剛性體震動模式（QR模式）是磁頭定位系統(tǒng)的伺服帶寬受到限制的主要因素。而QR模式主要是由中樞軸承的彈力和驅動器活動部件的質量產生的。對于傳統(tǒng)的驅動器，QR模式通常在3內。另外，第一橫向面內彎曲震動模式是影響伺服帶寬的又一個因素，通常位于7~10kHz.QR模式的低頻明顯限制了由傳統(tǒng)驅動組件支撐的伺服系統(tǒng)的帶寬。因此增加磁頭定位系統(tǒng)伺服帶寬的關鍵在于盡量減少或者完全去除QR模式。

    本文介紹了一種帶有新型線圈磁體結構的高帶寬動圈式音圈電機驅動器以產生正交力或者純力矩。由于簡單的扁平拉長動圈構成驅動器，與硬盤使用的傳統(tǒng)驅動器一樣簡單。研究表明這種設計中由中樞軸承和軸引起的中頻QR模式得到顯著抑制，使得主共振頻率提高到到11kHz如果使用高硬度材料制造臂件，主共振頻率可提高到15kHz. 1驅動器的構造1.1傳統(tǒng)驅動器的構造與缺陷硬盤廣泛采用的傳統(tǒng)動圈VCM定位系統(tǒng)如所示。由圖可見，傳統(tǒng)VCM產生的推動力Fa在橫向方向有一個很大的分量。這個分量在中樞軸承裝配上產生一個顯著的反作用力Fr，F(xiàn)r激發(fā)橫向的QR模式，嚴重影響了磁頭定位系統(tǒng)的精確追蹤。

    表示傳統(tǒng)驅動器自身激發(fā)的兩種具有代表性的共振：QR模式（3~5kHz）和橫向面內彎曲模式（7~10kHz）。對應的頻率響應如所示。由圖可知傳統(tǒng)執(zhí)行器的頻率響應特征中有兩個峰值分別對應于QR模式和橫向面內彎曲模式。為了充分改進單驅動器的性能，尤其是動態(tài)特性，從而抑制反作用力激發(fā)的QR模式，研究者采用了許多方法，包括移動磁體驅動器中提到的線圈與定位平面的垂直驅動器均不相同。線圈是一個簡單的扁平拉長動圈。永久磁鐵被設計為4個依次緊緊安置在軛面上的可選極，可以通過有4極的磁鐵或者2個各有2極的磁鐵實現(xiàn)。單平面驅動音圈與一組磁極的獨特設計加上軛部組件可以在線圈的4個部分中產生力F1、F2、F3和F4.如所示，這些力與橫向面正交，因此顯著抑制了該面上產生的施加在中樞軸承和軸上的反作用力。理想情況下，由中樞軸承和軸組件產生的中頻帶頻率QR模式可被完全消除。同時，所使用的平面線圈、永久磁鐵和軛面與傳統(tǒng)VCM中幾乎一樣簡單因此生產和裝配過程也與傳統(tǒng)驅動器一樣簡單。

  
  
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