實驗名稱：ATA-4051高壓功率放大器在非共振式壓電直線電機性能測試中的應用

研究方向：壓電驅動

實驗內容：基于壓電疊堆驅動的非共振式壓電直線電機的性能測試，壓電直線電機結構使用二級放大機構，對壓電疊堆的輸出位移進行放大，同時該結構采用交替驅動的方式以提高驅動器定子的驅動效率。使用方波信號作為激勵信號，定子驅動足通過摩擦力驅動導軌運動，對該電機的輸出性能進行測試，同時得到激勵電機信號的最佳頻率。

測試設備：信號發(fā)生器，ATA-4051高壓功率放大器，磁柵尺位移傳感器，壓電疊堆等。

圖：實驗平臺

實驗過程：

圖：電機結構圖

電機定子使用螺栓固定在底座上，通過千分尺對導軌施加預緊力。非共振式壓電直線電機需要兩相信號驅動電機定子工作，利用信號發(fā)生器，ATA-4051高壓功率放大器，磁柵尺位移傳感器搭建實驗平臺，用來測試電機的輸出性能。使用信號發(fā)生器生成方波信號，通過功率放大器放大后驅動定子工作。使用磁柵尺傳感器測量導軌的運動位移，采用半物理仿真系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進行采集。

測試結果：

對壓電疊堆施加135V電壓，通過改變頻率以得到不同頻率下的電機輸出性能，實驗結果表明，電機在施加70Hz頻率下，輸出性能達到最高，在70Hz頻率之后，電機的輸出性能開始逐漸降低，這是由于壓電疊堆的遲滯現(xiàn)象以及定子自身產(chǎn)生的阻尼造成的。實驗結果表明電機在70Hz頻率下性能達到最優(yōu)。其次，通過對電機施加70Hz頻率，通過改變電壓大小，得到不同電壓下，電機的輸出性能，實驗結果表明，電機在60V電壓之后具有良好的線性度，在135V電壓下，電機速度達到最大，為5.53mm/s，先比較于其他非共振式壓電直線電機，具有更大的輸出速度。

放大器在該實驗中發(fā)揮的效能：實現(xiàn)激勵信號0-30倍的功率放大，驅動壓電疊堆產(chǎn)生形變。

圖：ATA-4051高壓功率放大器指標參數(shù)

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審核編輯 黃宇