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线性步进电机和线性超声波电机压电马达功能运作方式有什么不同?

发表时间:2021-10-21 18:10【 阅读量:-

  压电陶瓷可用于以多种方式产生直线运动,并可提供高速、长行程和高作用力的任意组合。常见的两种类型是直线步进电机和直线超声压电电机。两者都利用逆压电效应来激活杆或推动器,产生直线运动,但它们使用压电元件的方式不同。

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  压电效应是施加的机械力转化为内部电能。反向(也称为反向或横向)压电效应将施加的电能转化为内部机械应变。


  线性压电马达的功能:


  线性步进电机基于多个压电元件的协调运动,这些压电元件成排安装并作为成对的“腿”。当施加电荷时,腿经历两种运动:伸展/收缩和侧向弯曲。为了产生直线运动,一对腿通过摩擦“抓住”一根纵向杆,并随着腿的伸展和弯曲向前移动。当第一对腿松开时,下一对腿会接管。线性步进电机的腿一次只能移动几微米,但它们以数百至数千赫兹的速度运行,以产生连续的线性运动。


  线性超声波压电马达的功能;


  超声波马达使用单个压电板。当施加电荷时,板在其共振频率下被激发,导致其振荡。反过来,这些振荡会在压电板中产生超声波。或者推杆连接到板上,并预加载在纵向杆(也称为滑槽)上。超声波以椭圆的方式使板膨胀和收缩,这使得联轴器能够向前推动杆并产生有用的线性运动。


  应用和性能:


  虽然直线步进电机和直线超声压电电机都是通过推动纵向杆产生运动,但它们的工作原理赋予了它们不同的性能特点。线性步进电机可以实现皮米分辨率,而超声波版本的分辨率通常在50至80纳米范围内。然而,线性超声波电机可以实现比线性步进电机更高的速度-500毫米/秒至1米/秒-通常最多约15毫米/秒。两个版本都可以无限行程,但驱动杆的长度决定行程。对于步进和超声波版本,最大行程通常为100至150毫米。


  直线步进压电电机可以在10 N范围内产生推/拉力和保持(断电)力,而直线超声压电电机通常限制在3~4n推/拉力和2~3n保持力。两个版本都是自锁的,断电时可以保持额定负载不发热。直线超声压电马达通常用于相机自动对焦机构和成像、扫描及计量设备。步进压电电机通常用于驱动直线工作台和半导体光刻设备。

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