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設(shè)(shè)計(jì)(jì)與分析

超聲波電機(jī)之設(shè)計(jì)及分析

1-1前言一般人所能夠感受到聲音的頻率約介於5H2-20KHz，超音波（Ultrasonic wave）即爲(wèi)頻率超過(guò)20KHz以上的音波或機(jī)械振動(dòng)，因此超音波馬達(dá)就是利用超音波的彈性振動(dòng)頻率所構(gòu)成的制動(dòng)力。超音波馬達(dá)的內(nèi)部主要是以壓電陶瓷材料作爲(wèi)激發(fā)源，其成份是由鉛（Pb）、結(jié)（Zr）及鈦（Ti）的氧化物皓鈦酸鉛（Lead zirconate titanate，PZT）製成的。將歷電材料上下方各黏接彈性體，如銅或不銹鋼，並施以交流電壓於壓電陶瓷材料作爲(wèi)驅(qū)動(dòng)源，以激振彈性體，稱(chēng)此結(jié)構(gòu)爲(wèi)定子（Stator），將其用彈簧與轉(zhuǎn)子Rotor）接觸，將所産生摩擦力來(lái)驅(qū)使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，由於壓電材料的驅(qū)動(dòng)能量很大，並足以抗衡轉(zhuǎn)子與定子間的正向力，雖然伸縮振幅大小僅有數(shù)徵米（um）的程度，但因每秒之伸縮達(dá)數(shù)十萬(wàn)次，所以相較於同型的電磁式馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)能量要大的許多。超音波馬達(dá)的優(yōu)點(diǎn)爲(wèi)：1，轉(zhuǎn)子慣性小、響應(yīng)時(shí)間短、速度範(fàn)圍大。2，低轉(zhuǎn)速可產(chǎn)生高轉(zhuǎn)矩及高轉(zhuǎn)換效率。3，不受磁場(chǎng)作用的影響。4，構(gòu)造簡(jiǎn)單，體積大小可控制。5，不須經(jīng)過(guò)齒輸作減速機(jī)構(gòu)，故較爲(wèi)安靜。實(shí)際應(yīng)用上，超音波馬達(dá)具有不同於傳統(tǒng)電磁式馬達(dá)的特性，因此在不適合應(yīng)用傳統(tǒng)馬達(dá)的場(chǎng)合，例如：間歇性運(yùn)動(dòng)的裝置、空間或形狀受到限制的場(chǎng)所；另外包括一些高磁場(chǎng)的場(chǎng)合，如核磁共振裝置、斷層掃描儀器等。所以未來(lái)在自動(dòng)化設(shè)備、視聽(tīng)音響、照相機(jī)及光學(xué)儀器等皆可應(yīng)用超音波馬達(dá)來(lái)取代。

標(biāo)簽： 超聲波電機(jī)

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