壓電效應(yīng)是在1880年由法國的居里兄弟首先發(fā)現(xiàn)的,有著兩種壓電效應(yīng),正壓電效應(yīng)和逆壓電效應(yīng),超聲波電動機是利用逆壓電效應(yīng)進行工作的。那么超聲波電動機的工作原理是怎么樣的呢?
與傳統(tǒng)的電機不同,超聲波電機無繞組和磁極,無需通過電磁作用產(chǎn)生運動力。一般由振動體(相當(dāng)于傳統(tǒng)電機中的定子,由壓電陶瓷和金屬彈性材料制成)和移動體(相當(dāng)于傳統(tǒng)電機中的轉(zhuǎn)子,由彈性體和摩擦材料及塑料等制成)組成。
在振動體的壓電陶瓷振子上加高頻交流電壓時,利用逆壓電效應(yīng)或電致伸縮效應(yīng)使定子在超聲頻段(頻率為20KHZ以上)產(chǎn)生微觀機械振動。并將這種振動通過共振放大和摩擦耦合變換成旋轉(zhuǎn)或直線型運動。
從超聲電機的工作原理可見,其正常工作離不開兩個能量轉(zhuǎn)換作用:機電轉(zhuǎn)換作用和摩擦轉(zhuǎn)換作用。機電轉(zhuǎn)換作用是指壓電陶瓷的逆壓電效應(yīng),即對壓電陶瓷振子加高頻振蕩電流,使它以超聲波的頻率振動。
摩擦轉(zhuǎn)換作用是指彈性體(定子與壓電陶瓷的合稱)的振動經(jīng)過定子與轉(zhuǎn)子工作面間的摩擦作用轉(zhuǎn)化成轉(zhuǎn)子的直線運動或旋轉(zhuǎn)運動。要保證大力矩輸出、止動性好,必須滿足的條件就是有效足夠的機電轉(zhuǎn)換作用和有效穩(wěn)定的摩擦轉(zhuǎn)換作用。
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