超聲波電機(jī)(Ultrasonic Motor縮寫USM)是以超聲頻域的機(jī)械振動為驅(qū)動源的驅(qū)動器。人耳能感知的聲音頻率,約由50Hz~20kHz之范圍,因此超聲波為20kHz以上頻率之音波或機(jī)械振動。以外加交流電壓做驅(qū)動源之下的壓電陶瓷會產(chǎn)生超聲波的交替伸縮現(xiàn)象,雖然伸縮的大小僅達(dá)數(shù)微米程度,但因每秒之伸縮達(dá)數(shù)十萬次,每秒可移動達(dá)數(shù)厘米。
超聲波電機(jī)研究均是設(shè)計以不同的方式獲得屈曲彈性波(Flexure Wave)的橢圓運動,應(yīng)用超聲波電機(jī)的屈曲彈性波可分兩類:
1.駐波型超聲波電機(jī),此種型式的超聲波電機(jī)其轉(zhuǎn)子被振動子的末端所驅(qū)動。
2.行進(jìn)波型超音波馬達(dá),此種型式的超聲波電機(jī)其轉(zhuǎn)子是由一沿著特定方向傳遞前進(jìn)的行進(jìn)波所驅(qū)動。雖然駐波型式的超聲波電機(jī)具有較高的機(jī)電轉(zhuǎn)換效率,然而由于行進(jìn)波型式之超聲波電機(jī),可以瞬間改變方向,且體積、重量等在設(shè)計上較具彈性,故在一般應(yīng)用上以行進(jìn)波型超聲波電機(jī)為主。
三階微控超聲波電機(jī)與傳統(tǒng)電機(jī)相比,它具有以下特點與優(yōu)點:低速大力矩輸出;功率密度高;起??刂菩院?;可實現(xiàn)直接驅(qū)動;可實現(xiàn)精確定位;容易制成直線移動型馬達(dá);噪音?。簾o電磁干擾亦不受電磁干擾;需使用耐磨材料和高頻電源等。