實驗名稱：超聲電機驅動

研究方向：超聲電機理論及應用技術

實驗內容：超聲電機是一種基于逆壓電效應與機械共振原理，并直接通過定/轉子摩擦傳動實現動力輸出的新型微特電機，其驅動部分通常需要100Vpp以上的超聲頻率正弦/方波電壓。所測試的超聲電機需要峰峰值在100Vpp-300Vpp范圍內、頻率40kHz左右的正弦波或方波作為驅動信號。本實驗采用信號發生器產生正弦/方波電壓信號，而后經過ATA-2042功率放大器進行功率放大，再施加到超聲電機定子壓電陶瓷的電極上，激發V形定子單模態振動模態，進而在驅動足處形成斜線驅動軌跡，利用摩擦傳動機理，驅動直線平臺實現往復的高精密直線運動。

測試設備：信號發生器、ATA-2042高壓放大器、示波器、電流鉗、激光位移傳感器等。

實驗過程：

圖：實驗測試系統示意圖

圖：實驗測試系統實物圖

V形定子單模態直線超聲電機只需要單相高壓、高頻交變電壓激勵，即可實現電機的直線運動。為了測試實驗樣機的電氣特性與機械特性，利用信號發生器、ATA-2042高壓放大器、示波器、電流鉗、激光位移傳感器等，測力計等搭建實驗平臺，測試電機的相電流、相電壓、輸出速度、步進位移以及負載能力。

實驗結果：

圖：實驗結果

實驗表明所搭建的由信號發生器、功率放大器等組成的驅動部分可產生正弦/方波幅值與頻率可調的高頻驅動電壓，驅動工作在單模態模式的V形定子直線超聲電機正常運行。實測的電機機械特性表明：在200Vpp單相激勵電壓下，電機的空載輸出速度超過700mm/s，最大推力超過7N，最小開環步進位移達到3.56微米。

功率放大器推薦：ATA-2042高壓放大器

圖：ATA-2042高壓放大器指標參數

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審核編輯 黃宇