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【三英科普】超声波电机原理以及应用

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  • 发布时间:2022-11-11 09:04
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【概要描述】超声波电机是一种新型电机。 与传统电磁电机通过电磁作用将电能转化成为运动力不同,超声波电机无绕组和磁极,而是利用压电陶瓷的逆压电效应和超声振动,将电能转化成为某种形式的机械震动,然后通过定子(振动的弹性体)与转子(滑块)表面间的摩擦力使转子转动或使滑块移动。

【三英科普】超声波电机原理以及应用

【概要描述】超声波电机是一种新型电机。
与传统电磁电机通过电磁作用将电能转化成为运动力不同,超声波电机无绕组和磁极,而是利用压电陶瓷的逆压电效应和超声振动,将电能转化成为某种形式的机械震动,然后通过定子(振动的弹性体)与转子(滑块)表面间的摩擦力使转子转动或使滑块移动。

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超声波电机原理

超声波电机是一种新型电机。

与传统电磁电机通过电磁作用将电能转化成为运动力不同,超声波电机无绕组和磁极,而是利用压电陶瓷的逆压电效应和超声振动,将电能转化成为某种形式的机械震动,然后通过定子(振动的弹性体)与转子(滑块)表面间的摩擦力使转子转动或使滑块移动。

超声波电机的结构一般由振动体和移动体组成。振动体相当于传统电机中的定子,由压电陶瓷和金属弹性材料制成;移动体相当于传统电机中的转子,由弹性体和摩擦材料及塑料等制成。

超声波电机特点

相比普通电磁马达,超声波马达具有以下突出的特点:

1、转速低,大力矩

在超声波电机中,超声振动的振幅一般不超过几微米,振动速度只有几厘米每秒到几米每秒。无滑动时转子的速度由振动速度决定,因此电机的转速一般很低,每分钟只有十几转到几百转。

2、响应快,定位精度高

超声波电机定位精确,分辨率可达1μm,精度10nm,运动速度平稳,低10μm/s,高250mm/s,标准应答时间为50~75μs,整定时间明显优于一般伺服电机。定位后没有一般伺服电动机存在的晃动问题,而且超声波电机具有重量轻,体积小,行程无限制等特点。

3、体积小,功率密度高

超声波电机不用线圈,也没有磁铁,结构相对简单,与普通电机相比,在输出转矩相同的情况下,可以做的更小、更轻、更薄。

4、没有磁干扰,适合在磁场环境下工作

超声波电机没有磁极,因此不受电磁感应影响。同时,它对外界也不产生电磁干扰,特别适合强磁场下的工作环境。在对EMI(电磁干扰)要求严格的环境下,采用超声波电机也很合适。

5、控制方便

反应速度快,控制特性好:超声波电机靠摩擦力驱动,移动体的质量较轻,惯性小,响应速度快,起动和停止时间为毫秒量级。因此它可以实现高精度速度控制和位置控制。

6、停止时具有保持力矩

超声波电机的转子和定子总是紧密接触,切断电源后,由于静摩擦力的作用,不采用刹车装置仍有很大保持力矩,尤其适合航天工业失重环境下的运行。

超声波电机应用领域

综上特点,超声波电机在精密机械、亚微米、纳米精度滑台、xyz向组合滑台、光学镜头、工业镜头、单反镜头、光衰减仪、显微镜、望远镜以及其他高技术产品中有极其广阔的应用前景。

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