超聲波電機(jī)的工作原理和特色

? 超聲波電機(jī)的工作原理

??與傳統(tǒng)電動(dòng)機(jī)不同，超聲電動(dòng)機(jī)沒(méi)有繞組和磁極，并且不需要通過(guò)電磁作用產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)力。 它通常由一個(gè)振動(dòng)體（相當(dāng)于傳統(tǒng)電動(dòng)機(jī)中的定子，由壓電陶瓷和金屬?gòu)椥圆牧现瞥桑┖鸵粋€(gè)運(yùn)動(dòng)體（相當(dāng)于傳統(tǒng)電動(dòng)機(jī)中的轉(zhuǎn)子，由彈性體，摩擦材料和塑料制成組成等等）。 在對(duì)振動(dòng)體的壓電陶瓷振動(dòng)器施加高頻交流電壓時(shí)，利用逆壓電效應(yīng)或電致伸縮效應(yīng)使定子在超聲波頻帶（20KHZ以上的頻率）產(chǎn)生微機(jī)械振動(dòng)。 通過(guò)共振放大和摩擦耦合，該振動(dòng)轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)或線性運(yùn)動(dòng)。

??超聲驅(qū)動(dòng)有兩個(gè)先決條件：首先，必須激發(fā)定子表層上顆粒的穩(wěn)態(tài)橢圓運(yùn)動(dòng)軌跡； 其次，將顆粒在定子表層上沿水平方向的微觀運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)子的宏觀運(yùn)動(dòng)或平移。前提條件是機(jī)電能量的轉(zhuǎn)換，它使用逆壓電效應(yīng)將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械振動(dòng)能：第二個(gè)前提條件是運(yùn)動(dòng)形式的轉(zhuǎn)換，通常是通過(guò)定子與定子之間的摩擦來(lái)實(shí)現(xiàn)的。非接觸式超聲波電機(jī)通過(guò)氣體或液體作為中間介質(zhì)接觸，也稱為聲懸浮超聲波電機(jī)。 從超聲波電機(jī)的工作原理可以看出，其正常運(yùn)行與兩個(gè)能量轉(zhuǎn)換功能密不可分：機(jī)電轉(zhuǎn)換和摩擦轉(zhuǎn)換。 機(jī)電轉(zhuǎn)換是指壓電陶瓷的逆壓電效應(yīng)，即向壓電陶瓷振子添加高頻振蕩電流，使其以超聲波頻率振動(dòng)。 摩擦轉(zhuǎn)換效果意味著彈性體的振動(dòng)（定子和壓電陶瓷的總稱）通過(guò)定子和轉(zhuǎn)子工作表層之間的摩擦而轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)子的線性或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 為了確保高扭矩輸出和良好的停止，必須滿足的條件是有效，充分的機(jī)電轉(zhuǎn)換以及有效而穩(wěn)定的摩擦轉(zhuǎn)換。

??超聲波電機(jī)的特色

??向超聲波電機(jī)輸入驅(qū)動(dòng)電壓后，壓電材料產(chǎn)生壓電現(xiàn)象，同時(shí)的縱向延伸和橫向彎曲模式激勵(lì)在陶瓷指尖的狹窄橢圓形通道中產(chǎn)生二維聲波，從而產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力 用于直線或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 但是，當(dāng)沒(méi)有驅(qū)動(dòng)電壓時(shí)，可以保持保持轉(zhuǎn)矩，而不會(huì)發(fā)生位移和磁滯現(xiàn)象。

??超聲波電機(jī)可用于從普通環(huán)境到真空環(huán)境的半導(dǎo)體設(shè)備，平臺(tái)設(shè)備，光纖動(dòng)態(tài)組件制造，存儲(chǔ)介質(zhì)制造和測(cè)試設(shè)備，生物醫(yī)學(xué)和制藥，計(jì)量學(xué)和精度微型CNC設(shè)備。

??超聲波電機(jī)定位準(zhǔn)確，分辨率高達(dá)1μm，精度達(dá)10nm，運(yùn)動(dòng)速度穩(wěn)定，低10μm/ s，高250mm / s，標(biāo)準(zhǔn)響應(yīng)時(shí)間為50?75μs，整定時(shí)間明顯優(yōu)于一般伺服電機(jī)，分辨率為0.1 例如，μm僅需要1到2ms，這是普通伺服電機(jī)的1/10。 定位后，普通伺服電機(jī)沒(méi)有晃動(dòng)的問(wèn)題，超聲波電機(jī)具有重量輕，體積小，行程無(wú)限的特色。