浅谈超声波电机的应用
发布时间:
2021-08-12
来源:
关键词:
超声波电机,转子
超声波电机的应用领域可以总结如下:
1)航空航天领域
航空宇宙飞船处于高真空、强辐射、无法有效润滑等恶劣条件下,对系统重量的要求可能很苛刻,超声波电动机适合其中的驱动器。
2)精密仪器仪表电磁电机以齿轮箱减速增加力矩。由于齿轮间隙和返回误差,难以实现高位置精度,超声波电机可以直接驱动,响应快,控制特性好,可用于精密仪器。
3)机器人的关节驱动
用超声波电机作为机器人的关节驱动器,关节的固定部分和运动部分可以分别与超声波电机的固定、转子相结合,使整个机构变得非常紧密。日本开发了球超声波电动机,为多自由度机器人的驱动解决了很多难题。
4)微机械技术中的微驱动器
微电机作为微电机的核心,是微电机发展水平的重要标志。微电子机械系统(Microelectronic Mechanical Systems,MEMS)的制造开发中,其电机大部分都是毫米级。医疗领域是微机械技术运用具代表性的领域之一,超声波电机已经应用于手术机器人和外科手术器械。
5)电磁干扰强或不允许电磁干扰的情况下。
在MRI环境和磁悬浮列车运行的条件下,电子设备不能正常工作,但超声波电动机可以承受。
超声波电机利用压电材料的反压电特性刺激电机定子的机械振动,确定转子之间的摩擦力,将电能转换成机械能输出,驱动转子的方向运动。与传统电动机相比,具有小尺寸、低速、高扭矩、反应速度、无磁场影响、力矩保持等优点,已成为国内外微电机研究热点。
区分
与电磁电机相比,超声波电机有两个不同之处。首先,超声波电动机必须在超声波频率区域工作,根据不同的电动机结构,驱动器可以输出20 ~ 100KHz频率的高频电压。其次,压电材料具有电容负载的特性,因此与传统电动机的感性或电阻负载不同,需要在驱动电源和转换器之间增加匹配电路,以便提高驱动电路的效率,实现能量的转换。
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