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浅谈超声波电机的特点

发布时间：

2021-07-23

来源：

关键词：

超声波电机,振动,摩擦学

　　超声波电机(Ultrasonic Motor简称USM)是以超声波频域的机械振动为驱动源的驱动器。

　　超声波电动机是以压电电子为基础，由超声波频率的振动驱动的新型电动机。超声波是什么？

　　人的耳朵能听到的声音的频率范围大约在20赫兹到20千赫兹之间，超过20千赫兹的话，人的耳朵不能识别的频率称为超声波。那么什么是超声波电动机呢？工作原理是什么？

　　简而言之，使用压电材料的输入电压，会产生能够产生超声波频率机械振动的变形特性，通过摩擦驱动的机构设计，可以使超声波电机像电磁电机一样进行旋转运动或直线运动。

　　因为冲击元件是压电陶瓷，所以也称为压电马达。80年代中期发展起来的超声波电机(Ultrasonic motor，USM)是基于功能陶瓷超声波频率实现振动的新驱动器。超声波电机是典型的机电一体化产品，由电动机主体和控制驱动电路两部分组成。产品包括振动学、波动学、材料学、摩擦学、电子科学、计算机技术、实验技术等多个领域。超声波电动机打破了用电磁效应获得转速和转矩的传统电动机的概念。

　　与传统电动机相比，具有低速大容量力矩输出的特点和优点。功率密度高。停止控制很好。可以直接驱动。可以很容易地用精确定位的直线移动型电动机制作。降噪：无电磁干扰或电磁干扰；需要耐磨的材料(接触型USM)、高频电源等。但是也有一些缺点，例如功率小。寿命短。

　　超声波电机的两个突出特点是：1)低速大力矩输出：2)保持力矩大，宏观上具有良好的静止可控性。超声波电动机之所以能产生大力矩输出，是因为刺激因素使用高功率密度压电陶瓷材料。同样大小的超声波微电机的力矩比静电微电机高3 ~ 4倍。比电磁微电机高1.2倍，输出速度也比其他类型的微电机低。因为超声波电机的维持力矩是最小最大输出力矩的2倍以上，大的维持力矩依靠电机的定立、转子之间的摩擦来实现转子的驱动。由于这些特性，连接到超声波电机的系统不需要齿轮减速机构和制动机构，从而简化了应用系统的结构。超声波电机具有诱人的应用前景，成为研究的热点。具体包括信息机、光学机、微机器人、医疗机、勘探系统、精密加工等。超声波电机的发展趋势是大力矩、小尺寸、高效率、长寿命。

超声波电机原理是什么？

超声波电机技术及应用领域

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