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線性步進電機和線性超聲波電機壓電馬達功能運作方式有什么不同?

發表時間:2021-10-21 18:10【 閱讀量:-查看手機網址
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  壓電陶瓷可用于以多種方式產生直線運動,并可提供高速、長行程和高作用力的任意組合。常見的兩種類型是直線步進電機和直線超聲壓電電機。兩者都利用逆壓電效應來激活桿或推動器,產生直線運動,但它們使用壓電元件的方式不同。

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  壓電效應是施加的機械力轉化為內部電能。反向(也稱為反向或橫向)壓電效應將施加的電能轉化為內部機械應變。


  線性壓電馬達的功能:


  線性步進電機基于多個壓電元件的協調運動,這些壓電元件成排安裝并作為成對的“腿”。當施加電荷時,腿經歷兩種運動:伸展/收縮和側向彎曲。為了產生直線運動,一對腿通過摩擦“抓住”一根縱向桿,并隨著腿的伸展和彎曲向前移動。當第一對腿松開時,下一對腿會接管。線性步進電機的腿一次只能移動幾微米,但它們以數百至數千赫茲的速度運行,以產生連續的線性運動。


  線性超聲波壓電馬達的功能;


  超聲波馬達使用單個壓電板。當施加電荷時,板在其共振頻率下被激發,導致其振蕩。反過來,這些振蕩會在壓電板中產生超聲波。或者推桿連接到板上,并預加載在縱向桿(也稱為滑槽)上。超聲波以橢圓的方式使板膨脹和收縮,這使得聯軸器能夠向前推動桿并產生有用的線性運動。


  應用和性能:


  雖然直線步進電機和直線超聲壓電電機都是通過推動縱向桿產生運動,但它們的工作原理賦予了它們不同的性能特點。線性步進電機可以實現皮米分辨率,而超聲波版本的分辨率通常在50至80納米范圍內。然而,線性超聲波電機可以實現比線性步進電機更高的速度-500毫米/秒至1米/秒-通常最多約15毫米/秒。兩個版本都可以無限行程,但驅動桿的長度決定行程。對于步進和超聲波版本,最大行程通常為100至150毫米。


  直線步進壓電電機可以在10 N范圍內產生推/拉力和保持(斷電)力,而直線超聲壓電電機通常限制在3~4n推/拉力和2~3n保持力。兩個版本都是自鎖的,斷電時可以保持額定負載不發熱。直線超聲壓電馬達通常用于相機自動對焦機構和成像、掃描及計量設備。步進壓電電機通常用于驅動直線工作臺和半導體光刻設備。

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