超聲波電動機簡介超聲波電動機簡介1超聲波電動機簡介超聲波電機是一種全新概念的微特電機，它利用壓電材料的逆壓電效應，使振動體在超聲頻段內產生振動，通過定子與動子間的摩擦輸出能量。由于超聲波電機具有傳統磁式電機無法比擬的優點，因而發展迅速，應用日益廣泛。超聲波電動機簡介超聲波電機是一種全新概念的2超聲波電動機簡介按照驅動轉子運動的機理可分為駐波型和行波型兩種。駐波型是利用與壓電材料相連的彈性體內激發的駐波來推動轉子運動，屬間斷驅動方式；行波型則是在彈性體內產生單向的行波，利用行波表面質點的振動軌跡來傳遞能量，屬連續驅動方式。超聲波電動機簡介按照驅動轉子運動的機理可分為駐波型和行波型兩3超聲波電動機簡介工作原理超聲波電動機簡介工作原理4超聲波電動機簡介由于超聲波電機的驅動機理不同于傳統的電磁式電機，因而具有磁式電機所不具有的一些特點，主要有：超聲波電動機簡介由于超聲波電機的驅動機理不同于傳統的電磁式電5超聲波電動機簡介

1.超聲波電機彈性振動體的振動速度和依靠摩擦傳遞能量的方式決定了它是一種低速電機，同時其能量密度是電磁電機的5到10倍左右，使得它不需要減速機構就能低速時獲得大轉矩，可直接帶動執行機構。由于電機系統省去的減速機構，這不僅減小了體積、重量，而且提高了系統的控制精度和響應速度。超聲波電動機簡介1.超聲波電機彈性振6超聲波電動機簡介

2.電磁式電機在外界強磁場的影響下不能正常工作，它所產生的磁場也會影響周圍某些對磁敏感設備的正常運行。超聲波電機的構成不需要線圈與磁鐵，本身不產生電磁波，所以外部磁場對其影響較小。超聲波電動機簡介2.電磁式電機在外界7超聲波電動機簡介

3.超聲波電機斷電時，定子與轉子之間的靜摩擦力使電機具有較大的靜態保持力矩，從而實現自鎖，省去了制動閘，簡化了定位控制，其動態響應時間也較短。超聲波電動機簡介3.超聲波電機斷電時8超聲波電動機簡介

4.超聲波電機依靠定子的超聲振動來驅動轉子運動，超聲振動的振幅一般在微米數量級，在直接反饋系統中，位置分辨率高，容易實現較高的定位控制精度。超聲波電動機簡介4.超聲波電機依靠定9超聲波電動機簡介

5.超聲波電機的振動體的機械振動是人耳聽不到的超聲振動，而且它不需要減速機構，因此也不存在減速機構的噪聲，運行非常安靜。超聲波電動機簡介5.超聲波電機的振動體10超聲波電動機簡介

6.超聲波電機獨特的驅動機理適應了多種多樣結構形式設計的需要，比如同一種驅動原理的超聲波電機，為了應用于不同的安裝環境，其外形可以根據需要改變。超聲波電動機簡介6.超聲波電機獨特的驅11超聲波電動機簡介超聲波電動機的應用超聲波電動機簡介超聲波電動機的應用12超聲波電動機的簡介超聲波電機具有很多獨特的優點，如結構簡單、體積小、響應速度快、低速大轉矩、定位精度高、無電磁干擾等，因而它的應用范圍很廣，下面主要介紹了超聲波電機在實際生活中的一些應用。超聲波電動機的簡介超聲波電機具有很多獨特的優點，如結構簡單、13超聲波電動機的簡介日本佳能公司從1982年起開始研究將超聲波電機應用到照相機的鏡頭調焦中，至1987年，成功地將超聲波電機應用到EOS系列照相機的鏡頭中，下圖所示為使用了環形超聲波電機的相機。與采用電磁型電機的鏡頭相比，使用超聲波電機的鏡頭有靜音、定位精度高、調焦時間短、無齒輪減速機構等特點，性能較為優良。超聲波電動機的簡介日本佳能公司從1982年起開始研究將超聲波14超聲波電動機的簡介日本精工公司每年生產二十萬臺用于手表振動報時的超聲波電機，如圖所示。超聲波電動機的簡介日本精工公司每年生產二十萬臺用于手表振動報15超聲波電動機的簡介由于超聲波電機可以做得很薄而且轉矩很大，所以很適合用在汽車專用電器中，如可用在汽車車窗的驅動裝置中，用在雨刮器、車燈轉向和汽車座椅調整等的驅動裝置中。右圖所示為豐田公司應用于轎車方向盤操縱系統的超聲波電機。超聲波電動機的簡介由于超聲波電機可以做得很薄而且轉矩很大，所16超聲波電動機的簡介超聲波電機在精密定位裝置和隨動系統中也有廣泛應用。如坐標平臺的驅動源是在超聲波電機在精密定位裝置中的應用，如圖所示。由于超聲波電機相應快，當位置傳感器檢測到目標位置信號瞬間，切斷電源，電機立即停止，定位精度準確，只需用開環控制即可實現較高精度的定位。超聲波電動機的簡介超聲波電機在精密定位裝置和隨動系統中也有廣17超聲波電動機的簡介超聲波電機應用于微位移驅動裝置，即微位移超聲波電機，此電機適用于微小位移運動，能以納米級位移驅動。可用于電子顯微鏡或者掃描隧道顯微鏡，以及用來做光柵衍射刻線、干涉光譜儀掃描、天體星座圖象分析和檢測、高精度位移檢測及分子測量設備中，如下圖所示。超聲波電動機的簡介超聲波電機應用于微位移驅動裝置，即微位移超18超聲波電動機的簡介由于超聲波電機運行噪聲很低，因此適合于辦公場所、醫院、賓館、劇院、圖書館等對噪聲低有特別要求的場合，如某些地方將超聲波電機作為窗子上的窗簾機的驅動元件。超聲波電機在核磁共振裝置中的應用。由于電機對外界磁場不敏感，在有磁場干擾時仍能正常工作，非常適合作為核磁共振裝置中某些設備的驅動源。如西門子旭醫療器械公司把三個超聲波電機用在核磁共振裝置的線圈調整裝置上，用來微調附屬于線圈上的調整用電容器容量。超聲波電動機的簡介由于超聲波電機運行噪聲很低，因此適合于辦公19超聲波電動機的簡介超聲波電動機的發展趨勢超聲波電動機的簡介超聲波電動機的發展趨勢20超聲波電動機的簡介控制困難:由于壓電材料的特殊性、摩擦發熱和環境變化等問題，驅動轉子的摩擦力將產生嚴重的非線性變化。這種變化使控制電機勻速轉動的難度大大增加。此外，由于壓電材料的特殊性，使得每一臺超聲波電動機所需要的驅動電源都不相同，這樣，電機和電源必須一一配套，不利于大規模生產。壽命較短:超聲波電機的壽命大約2000小時，與傳統電機相比，長時間工作的耐久性不盡人意。運行效率較低:由于超聲波電機的理論和計算方法及其結構設計方法還不成熟，電機運行效率較低，只有10%~40%，而傳統的電磁電機可達80%以上。超聲波電機存在的問題超聲波電動機的簡介控制困難:由于壓電材料的特殊性、摩擦發熱21超聲波電動機的簡介第一，新型摩擦材料和壓電材料的研制，以提高超聲波電機對環境的適應性。由于超聲波電機是依靠摩擦耦合來輸出能量，接觸面的磨損和疲勞是不可避免的，這極大的制約了超聲波電機的推廣應用。目前，超聲波電機主要應用在不需要連續工作的場合，比如照相機的聚焦系統，其累計壽命只需要十多個小時；汽車門窗開關和座椅頭靠調整裝置，累計工作時間需要伍百小時。但在許多應用場合中，這樣的工作壽命滿足不了實際的需要，因此研究新型摩擦材料和壓電材料顯得尤為重要。為此，世界各國都在研制性能更優越的摩擦材料，以提高超聲波電機的使用壽命。超聲波電動機的簡介第一，新型摩擦材料和壓電材料的研制，以提高22超聲波電動機的簡介第二，微型化和集成化。超聲波電機不同于傳統的磁式電機，它沒有線圈，結構簡單，易于加工。其轉矩-體積比大，在結構尺寸縮小時基本能保持效率不變，能量密度較其它微特電機高，非常適合作為微型機電系統中的動力源，因而微型化和集成化是超聲波電機的重要發展方向。超聲波電動機的簡介第二，微型化和集成化。超聲波電機不同于傳統23超聲波電動機的簡介第三，超聲波電機與生物醫學工程相結合，現代生物醫學工程的發展使超聲波電機在這一領域的應用前景光明。由于生物醫學工程中要對細胞進行加工、傳遞