超聲波電動(dòng)機(jī)ppt課件-資料下載頁(yè)
2025-05-03 18:28本頁(yè)面
【正文】 九章 超聲波電動(dòng)機(jī) 32 （ 2）運(yùn)行特性 超聲波電動(dòng)機(jī)的突出優(yōu)點(diǎn)就是能實(shí)現(xiàn)低轉(zhuǎn)速、大轉(zhuǎn)矩的負(fù)載運(yùn)行，但其缺點(diǎn)也比較明顯，主要是超聲波電動(dòng)機(jī)是依靠機(jī)械摩擦來(lái)傳遞能量，不僅電動(dòng)機(jī)的效率較低，而且使用壽命也較短。據(jù)統(tǒng)計(jì)，超聲波電動(dòng)機(jī)的平均壽命大約為 2022小時(shí)， 與電磁式電動(dòng)機(jī)相比，長(zhǎng)時(shí)間工作的能力還較欠缺。 第九章 超聲波電動(dòng)機(jī) 33 （ 3）控制特性 從理論上來(lái)說(shuō)， 目前超聲波電動(dòng)機(jī)還沒(méi)有一個(gè)能準(zhǔn)確描述其定子振動(dòng)過(guò)程和轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)過(guò)程的數(shù)學(xué)模型。 由于壓電材料的非線性、摩擦發(fā)熱、摩擦滑動(dòng)和環(huán)境溫度等的影響，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子的摩擦力將產(chǎn)生嚴(yán)重的非線性變化，這種變化使得精確控制電機(jī)轉(zhuǎn)速的難度大大增加。另外，由于壓電材料特性的不同，每臺(tái)超聲波電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電源都不相同，這樣電機(jī)和電源必須一一配套，不利于大規(guī)模生產(chǎn)。 第九章 超聲波電動(dòng)機(jī) 34 二、超聲波電動(dòng)機(jī)應(yīng)用實(shí)例 盡管超聲波電動(dòng)機(jī)在一些方面還不盡人意，各類標(biāo)準(zhǔn)還沒(méi)有統(tǒng)一，但是由于其特色鮮明，優(yōu)點(diǎn)突出，經(jīng)過(guò)20多年的研究和發(fā)開，已經(jīng)在航空航天、機(jī)器人、精密儀器、醫(yī)療設(shè)備和影像設(shè)備等諸多領(lǐng)域得到了重要的應(yīng)用。下面介紹幾個(gè)應(yīng)用實(shí)例。 第九章 超聲波電動(dòng)機(jī) 35 1. 用于機(jī)器人關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng) 第九章 超聲波電動(dòng)機(jī) 圖 9 1 0 多 自 由 度 超 聲 波 電 動(dòng) 機(jī)36 2. 用于汽油發(fā)電機(jī)的油門調(diào)節(jié) 第九章 超聲波電動(dòng)機(jī) 圖 9 1 1 汽 油 發(fā) 電 機(jī) 自 動(dòng) 調(diào) 壓 系 統(tǒng)汽 油 發(fā) 電 機(jī)輸 出 電 壓油 門 調(diào) 節(jié) 機(jī) 構(gòu)超 聲 波 電 動(dòng) 機(jī) 驅(qū) 動(dòng) 電 路D / AA / D計(jì) 算 機(jī)負(fù) 載37 3. 用于照相機(jī)的自動(dòng)調(diào)焦 圖 9 1 2 照 相 機(jī) 自 動(dòng) 調(diào) 焦 機(jī) 構(gòu) ( a ) 定 轉(zhuǎn) 子 簡(jiǎn) 圖 ( b ) 鏡 頭 （ 局 部 ）( a )( b )第九章 超聲波電動(dòng)機(jī) 38 本章小結(jié) 超聲波電動(dòng)機(jī)是一種新原理 、 新結(jié)構(gòu)的控制電機(jī) ，它利用壓電晶體的逆壓電效應(yīng)實(shí)現(xiàn)電能到機(jī)械能的轉(zhuǎn)換 ，其基礎(chǔ)理論完全不同于傳統(tǒng)的電磁式電動(dòng)機(jī) 。 本章主要介紹了行波型超聲波電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 、 工作原理和驅(qū)動(dòng)控制 。 第九章 超聲波電動(dòng)機(jī) 39 環(huán)形行波型超聲波電動(dòng)機(jī) 的特點(diǎn)就是在與壓電晶體緊密相連的環(huán)形彈性體內(nèi)激發(fā)單向運(yùn)動(dòng)的行波 ， 利用行波表面質(zhì)點(diǎn)的橢圓振動(dòng)來(lái)帶動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng) 。 這個(gè)行波是由兩路幅值相等 、 頻率相同 、 時(shí)間和空間均相差 π/ 2的兩相駐波疊加而成的 ， 為此需要在環(huán)形壓電晶體的極化方向上同時(shí)施加兩相時(shí)間和空間均相差 π/ 2的交流激勵(lì)電壓 。 這種工作機(jī)制與兩相對(duì)稱交流繞組產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)是非常相似的 。 第九章 超聲波電動(dòng)機(jī) 40 超聲波電動(dòng)機(jī)必須配有專用的驅(qū)動(dòng)電源，因此它是一種 機(jī)電一體化產(chǎn)品 。其調(diào)速控制可通過(guò)變壓、變頻和變相位差來(lái)實(shí)現(xiàn)。 變頻控制 可以充分利用超聲波電動(dòng)機(jī)低速大轉(zhuǎn)矩、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)，且具有較高效率，因而成為首選。變壓調(diào)速線性度較好，但低速特性較差；相位差控制可平滑調(diào)速和改變轉(zhuǎn)向，適用于需要柔順驅(qū)動(dòng)的場(chǎng)合。 本章最后對(duì)超聲波電動(dòng)機(jī)與電磁式電動(dòng)機(jī)進(jìn)行了比較，并介紹了超聲波電動(dòng)機(jī)的一些實(shí)際應(yīng)用，其中引人注目的是 多自由度超聲波電動(dòng)機(jī)用于機(jī)器人的關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng) 。 第九章 超聲波電動(dòng)機(jī)
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