實驗名稱：超聲電機驅(qū)動

研究方向：超聲電機理論及應(yīng)用技術(shù)

實驗內(nèi)容：超聲電機是一種基于逆壓電效應(yīng)與機械共振原理，并直接通過定/轉(zhuǎn)子摩擦傳動實現(xiàn)動力輸出的新型微特電機，其驅(qū)動部分通常需要100Vpp以上的超聲頻率正弦/方波電壓。所測試的超聲電機需要峰峰值在100Vpp-300Vpp范圍內(nèi)、頻率40kHz左右的正弦波或方波作為驅(qū)動信號。本實驗采用信號發(fā)生器產(chǎn)生正弦/方波電壓信號，而后經(jīng)過ATA-2042功率放大器進行功率放大，再施加到超聲電機定子壓電陶瓷的電極上，激發(fā)V形定子單模態(tài)振動模態(tài)，進而在驅(qū)動足處形成斜線驅(qū)動軌跡，利用摩擦傳動機理，驅(qū)動直線平臺實現(xiàn)往復(fù)的高精密直線運動。

測試設(shè)備：信號發(fā)生器、ATA-2042高壓放大器、示波器、電流鉗、激光位移傳感器等。

實驗過程：

圖：實驗測試系統(tǒng)示意圖

圖：實驗測試系統(tǒng)實物圖

V形定子單模態(tài)直線超聲電機只需要單相高壓、高頻交變電壓激勵，即可實現(xiàn)電機的直線運動。為了測試實驗樣機的電氣特性與機械特性，利用信號發(fā)生器、ATA-2042高壓放大器、示波器、電流鉗、激光位移傳感器等，測力計等搭建實驗平臺，測試電機的相電流、相電壓、輸出速度、步進位移以及負載能力。

實驗結(jié)果：

圖：實驗結(jié)果

實驗表明所搭建的由信號發(fā)生器、功率放大器等組成的驅(qū)動部分可產(chǎn)生正弦/方波幅值與頻率可調(diào)的高頻驅(qū)動電壓，驅(qū)動工作在單模態(tài)模式的V形定子直線超聲電機正常運行。實測的電機機械特性表明：在200Vpp單相激勵電壓下，電機的空載輸出速度超過700mm/s，最大推力超過7N，最小開環(huán)步進位移達到3.56微米。

功率放大器推薦：ATA-2042高壓放大器

圖：ATA-2042高壓放大器指標參數(shù)

本文實驗素材由西安安泰電子整理發(fā)布。Aigtek已經(jīng)成為在業(yè)界擁有廣泛產(chǎn)品線，且具有相當規(guī)模的儀器設(shè)備供應(yīng)商，樣機都支持免費試用。西安安泰電子是專業(yè)從事功率放大器、高壓放大器、功率信號源、前置微小信號放大器、高精度電壓源、高精度電流源等電子測試儀器研發(fā)、生產(chǎn)和銷售的高科技企業(yè)。

審核編輯 黃宇