超声波电机的工作原理和特色

2023-04-06 03:52:12 来源：互联网分类：电气知识

超声波电机的工作原理

与传统电动机不同，超声电动机没有绕组和磁极，并且不需要通过电磁作用产生运动力。它通常由一个振动体（相当于传统电动机中的定子，由压电陶瓷和金属弹性材料制成）和一个运动体（相当于传统电动机中的转子，由弹性体，摩擦材料和塑料制成组成等等）。在对振动体的压电陶瓷振动器施加高频交流电压时，利用逆压电效应或电致伸缩效应使定子在超声波频带（20KHZ以上的频率）产生微机械振动。通过共振放大和摩擦耦合，该振动转化为旋转或线性运动。

超声波电机

超声驱动有两个先决条件：首先，必须激发定子表层上颗粒的稳态椭圆运动轨迹；其次，将颗粒在定子表层上沿水平方向的微观运动转换为转子的宏观运动或平移。前提条件是机电能量的转换，它使用逆压电效应将电能转换为机械振动能：第二个前提条件是运动形式的转换，通常是通过定子与定子之间的摩擦来实现的。非接触式超声波电机通过气体或液体作为中间介质接触，也称为声悬浮超声波电机。从超声波电机的工作原理可以看出，其正常运行与两个能量转换功能密不可分：机电转换和摩擦转换。机电转换是指压电陶瓷的逆压电效应，即向压电陶瓷振子添加高频振荡电流，使其以超声波频率振动。摩擦转换效果意味着弹性体的振动（定子和压电陶瓷的总称）通过定子和转子工作表层之间的摩擦而转化为转子的线性或旋转运动。为了确保高扭矩输出和良好的停止，必须满足的条件是有效，充分的机电转换以及有效而稳定的摩擦转换。

超声波电机的特色

向超声波电机输入驱动电压后，压电材料产生压电现象，同时的纵向延伸和横向弯曲模式激励在陶瓷指尖的狭窄椭圆形通道中产生二维声波，从而产生驱动力用于直线或旋转运动。但是，当没有驱动电压时，可以保持保持转矩，而不会发生位移和磁滞现象。

超声波电机可用于从普通环境到真空环境的半导体设备，平台设备，光纤动态组件制造，存储介质制造和测试设备，生物医学和制药，计量学和精度微型CNC设备。

超声波电机定位准确，分辨率高达1μm，精度达10nm，运动速度稳定，低10μm/ s，高250mm / s，标准响应时间为50〜75μs，整定时间明显优于一般伺服电机，分辨率为0.1 例如，μm仅需要1到2ms，这是普通伺服电机的1/10。定位后，普通伺服电机没有晃动的问题，超声波电机具有重量轻，体积小，行程无限的特色。