旋转型超声电机的一些知识点

发布时间：

2021-03-31

旋转型超声电机是近年来国内外发展起来的一种新型原理电机。与传统电机不同，旋转型超声电机没有绕组和磁极，不需要通过电磁作用产生运动力。而是利用压电陶瓷的逆压电效应和超声振动，通过机械共振放大和摩擦耦合，将材料的微观变形转化为转子的宏观运动。旋转型超声电机独特的原理和特点使其在非连续工作领域具有广阔的发展前景。

旋转型超声电机是近年来国内外发展起来的一种新型原理电机。与传统电机不同，旋转型超声电机没有绕组和磁极，不需要通过电磁作用产生运动力。而是利用压电陶瓷的逆压电效应和超声振动，通过机械共振放大和摩擦耦合，将材料的微观变形转化为转子的宏观运动。旋转型超声电机独特的原理和特点使其在非连续工作领域具有广阔的发展前景。

旋转型超声电机的工作原理：移动体相当于传统电机中的转子，由弹性体、摩擦材料和塑料制成。当高频交流电压施加到振动体的压电陶瓷振动器时，定子通过使用逆压电效应或电致伸缩效应在超声波频带（频率高于20KHZ）中产生微机械振动。并且通过共振放大和摩擦耦合将振动转化为旋转或直线运动。

实现旋转型超声电机有两个前提条件：一是必须激发定子表面粒子的稳态椭圆运动轨迹；其次，定子表面颗粒在水平方向的微观运动转化为转子的宏观运动或平移。

前提条件对应于机电能量转换，利用逆压电效应将电能转换为机械振动能。另外的条件对应的是运动形式的变换，往往是通过定子和转子之间的摩擦来实现的。近年来，也有以气体或液体为中间介质接触的非接触式旋转型超声电机，又称声悬浮式旋转型超声电机。

从旋转型超声电机的工作原理可以看出，旋转型超声电机的正常运行离不开两种能量转换功能：机电转换功能和摩擦转换功能。机电转换是指压电陶瓷的逆压电效应，即对压电陶瓷振子施加高频振荡电流，使其以超声频率振动。

摩擦转换是指弹性体（定子和压电陶瓷的统称）的振动通过定子和转子工作面之间的摩擦转化为转子的直线运动或旋转运动。为了保证高扭矩输出和良好的停止性能，需要满足的条件是有效和充分的机电转换以及有效和稳定的摩擦转换。

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