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超聲波電機之設(shè)計及分析

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）即爲頻率超過20KHz以上的音波或機械振動，因此超音波馬達就是利用超音波的彈性振動頻率所構(gòu)成的制動力。超音波馬達的內(nèi)部主要是以壓電陶瓷材料作爲激發(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驅(qū)動源，以激振彈性體，稱此結(jié)構(gòu)爲定子（Stator），將其用彈簧與轉(zhuǎn)子Rotor）接觸，將所産生摩擦力來驅(qū)使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，由於壓電材料的驅(qū)動能量很大，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，但因每秒之伸縮達數(shù)十萬次，所以相較於同型的電磁式馬達的驅(qū)動能量要大的許多。超音波馬達的優(yōu)點爲：1，轉(zhuǎn)子慣性小、響應(yīng)時間短、速度範圍大。2，低轉(zhuǎn)速可產(chǎn)生高轉(zhuǎn)矩及高轉(zhuǎn)換效率。3，不受磁場作用的影響。4，構(gòu)造簡單，體積大小可控制。5，不須經(jīng)過齒輸作減速機構(gòu)，故較爲安靜。實際應(yīng)用上，超音波馬達具有不同於傳統(tǒng)電磁式馬達的特性，因此在不適合應(yīng)用傳統(tǒng)馬達的場合，例如：間歇性運動的裝置、空間或形狀受到限制的場所；另外包括一些高磁場的場合，如核磁共振裝置、斷層掃描儀器等。所以未來在自動化設(shè)備、視聽音響、照相機及光學(xué)儀器等皆可應(yīng)用超音波馬達來取代。

標簽： 超聲波電機

上傳時間： 2022-06-17

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