压电超声电机的概述

压电超声电机是20世纪80年代发展起来的一种新型电机。它与传统的电磁电机不同，没有磁极和绕组，也不依靠电磁相互作用来传递能量，而是利用压电陶瓷的逆压电效应和超声振动，将定子的微观变形通过共振放大和定转子间的摩擦耦合转换成转子（旋转型电机）或动子（直线型电机）的宏观运动。压电旋转超声电机基本结构如图5-4所示。

图5-4　压电旋转超声电机的基本结构

压电超声电机按照驱动转子运动的机理可分为驻波型和行波型两种。驻波型利用与压电材料相连的弹性体内激发的驻波来推动转子运动，属间断驱动方式；行波型则是在弹性体内产生单向的行波，利用行波表面质点的振动来传递能量，属连续驱动方式。

由于压电超声电机的驱动机理不同于传统的电磁电机，因此它具有电磁电机所不具有的一些特点，主要如下。

（1）压电超声电机弹性振动体的振动速度和依靠摩擦传递能量的方式决定了它是一种低速电机，同时其能量密度是电磁电机的5～10倍，使得它不需要减速机构就能在低速时获得大转矩，可直接带动执行机构，提高了系统的控制精度和响应速度。(www.xing528.com)

（2）电磁电机在外界强磁场的影响下不能正常工作，它所产生的磁场也会影响周围某些对磁敏感的设备的正常运行，而压电超声电机的构成不需要线圈与磁铁，本身不产生电磁波，因此外部磁场对其影响较小。

（3）压电超声电机断电时，定子与转子之间的静摩擦力使电机具有较大的静态保持力矩，从而实现自锁，省去了制动闸，简化了定位控制，其动态响应时间也较短。

（4）压电超声电机依靠定子的超声振动来驱动转子运动，超声振动的振幅一般在微米数量级，在直接反馈系统中，位置分辨率高，容易实现较高的定位控制精度。

（5）压电超声电机的振动体的机械振动是人耳听不到的超声振动，而且它不需要减速机构，因此也不存在减速机构的噪声，其运行非常安静。

（6）压电超声电机独特的驱动机理适应了多种多样结构形式设计的需要，比如同一种驱动原理的超声电机，为了应用于不同的安装环境，其外形可以根据需要改变。