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线性压电电机是如何工作的?线性压电电机的性能特性是什么?

发表时间:2021-10-21 18:21【 阅读量:-

  能提供直线运动的压电电机有很多种,其中应用最广泛的是直线步进压电电机。这些装置利用几个压电元件的协调运动,以高分辨率和非常高的刚性产生几乎无限的行程。

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  线性压电电机是如何工作的?


  在线性步进器设计中,多个压电元件成排安装,并作为成对的“腿”。当施加电压时,压电元件将经历两种运动:长度膨胀(或收缩)和横向弯曲。直线步进压电电机同步压电元件的运动,产生行走运动。通过将元件安装在纵向杆或滑轮上,这可以转化为有用的线性行程。当组件被激活时,一对腿通过摩擦抓住杆,随着腿的伸展和弯曲向前移动,然后当下一对腿接管时释放它。每个压电元件每周期仅移动几微米,但是线性步进压电电机以几千赫兹的频率工作,每秒可以执行几千个“步骤”,这使得它们能够产生更长的冲程并实现高速。


  线性压电电机的性能特性:


  由于直线步进压电电机利用摩擦力移动驱动杆或转轮,不需要机械元件,也没有背隙,因此可以实现纳米级(有时甚至皮米级)的分辨率。多个压电元件的使用为线性步进器提供了非常好的刚性和高保持力,这使得它在断电时自锁。


  线性步进器设计可以以非常慢或非常快的速度运行,最大速度为15毫米/秒。尽管可以无限移动,但驱动杆或滑轮的长度决定了行程,通常在几厘米的范围内,尽管在一些设计中可以提供最大10厘米的行程。像其他压电电机一样,线性步进电机是非磁性的,因此它们可以用于有磁场的应用中,并且它们本质上是真空兼容的。


  线性压电电机的应用:


  线性步进设计的行走运动使其成为需要长行程的压电应用的最佳选择。这与它们的无间隙运动相结合,为它们在扫描和显微镜应用以及半导体光刻设备中驱动线性平台提供了理想的特性。由于其高分辨率,线性步进压电电机可用于医疗设备或样本的纳升分配和定位。

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