超聲波電機原理與設計內容簡介

本書是有關超聲波電機原理與設計的專著，是以東南大學“超聲波電機及其控制技術研究”課題組近十多年來科學研究工作為基礎編著而成。介紹了超聲電機的理論基礎、運行機理和動力學模型，并對行波超聲電機的定轉子以及摩擦界面的設計理論與方法以及性能分析模型、驅動控制系統、樣機制造和測試等各個方面作了詳細的介紹。

叢 書 名：

出 版 社：科學出版社

版　次：1

頁　數：312

裝　幀：平裝

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所屬分類：圖書 > 醫(yī)學 > 醫(yī)學理論與研究

與傳統的電機不同，超聲波電機無繞組和磁極，無需通過電磁作用產生運動力。一般由振動體(相當于傳統電機中的定子，由壓電陶瓷和金屬彈性材料制成)和移動體(相當于傳統電機中的轉子，由彈性體和摩擦材料及塑料等制成)組成。在振動體的壓電陶瓷振子上加高頻交流電壓時，利用逆壓電效應或電致伸縮效應使定子在超聲頻段(頻率為20KHZ以上)產生微觀機械振動。并將這種振動通過共振放大和摩擦耦合變換成旋轉或直線型運動。

實現超聲波驅動有兩個前提條件：首先，需在定子表面激勵出穩(wěn)態(tài)的質點橢圓運動軌跡；其次，將定子表面質點水平方向的微觀運動轉換成轉子的宏觀運動或平動。第一個前提條件對應著機電能量轉換，利用逆壓電效應由電能轉化成機械振動能：第二個前提條件對應著運動形式轉化，往往通過定轉子間的摩擦力來實現，近年來亦有通過氣體或液體為中間介質接觸為非接觸型超聲波電機，也稱為聲懸浮超聲波電機。從超聲電機的工作原理可見，其正常工作離不開兩個能量轉換作用：機電轉換作用和摩擦轉換作用。機電轉換作用是指壓電陶瓷的逆壓電效應，即對壓電陶瓷振子加高頻振蕩電流，使它以超聲波的頻率振動。摩擦轉換作用是指彈性體(定子與壓電陶瓷的合稱)的振動經過定子與轉子工作面間的摩擦作用轉化成轉子的直線運動或旋轉運動。要保證大力矩輸出、止動性好，必須滿足的條件就是有效足夠的機電轉換作用和有效穩(wěn)定的摩擦轉換作用。