壓電陶瓷馬達的工作原理及分類(lèi)

由于壓電陶瓷馬達具有體積小、大力矩等優(yōu)勢，目前越來(lái)越多的用戶(hù)選擇壓電陶瓷馬達替代傳統的電機，使壓電陶瓷馬達的應用范圍越加廣泛。目前市面上常用的壓電馬達有三種：粘滑式壓電馬達、步進(jìn)式壓電馬達、超聲波壓電馬達。

1、粘滑式壓電馬達

粘滑式壓電馬達主要由軸承、滑塊（即移動(dòng)部分）、接觸點(diǎn)、一端固定的壓電促動(dòng)器組成。壓電陶瓷的長(cháng)度隨著(zhù)施加電壓的變化而變長(cháng)或變短，由于滑塊與接觸點(diǎn)的摩擦力滑塊會(huì )隨著(zhù)壓電陶瓷的形變一起運動(dòng)。

這一過(guò)程又稱(chēng)為粘貼階段。當壓電陶瓷到形變量時(shí)，施加快速降低的電壓使壓電陶瓷快速回縮到初始狀態(tài)。由于慣性滑塊保持靜止，而壓電陶瓷回復到了初始狀態(tài)，這一階段也被稱(chēng)為滑動(dòng)階段，也是這一階段導致了滑塊的凈位移。重復以上兩個(gè)階段使平臺產(chǎn)生宏觀(guān)的位移。

2、步進(jìn)式壓電馬達

典型的步進(jìn)式壓電馬達至少由3個(gè)壓電促動(dòng)器，其中A和B促動(dòng)器用來(lái)接觸滑塊，并扮演卡緊機構的角色。而C促動(dòng)器則用來(lái)使滑塊產(chǎn)生平移運動(dòng)。

在靜止時(shí)，促動(dòng)器A和B同時(shí)接觸滑塊。當開(kāi)始運動(dòng)時(shí)，促動(dòng)器B膨脹，A縮回，此時(shí)只有B與滑塊接觸。于此同時(shí)C形變通過(guò)B與滑塊的接觸使滑塊產(chǎn)生位移。然后促動(dòng)器A膨脹，B縮回，此時(shí)只有A與滑塊接觸，隨后壓電陶瓷C縮回至初始位置。再次縮回A，膨脹B，重復以上狀態(tài)是滑塊產(chǎn)生宏觀(guān)位移。

3、超聲波壓電馬達

對于這種類(lèi)型的壓電馬達，滑塊的運動(dòng)是通過(guò)接觸點(diǎn)的橢圓振蕩產(chǎn)生。對壓電陶瓷施加電信號，同時(shí)產(chǎn)生這兩種模式，并使相位差為正負90°這會(huì )使接觸點(diǎn)產(chǎn)生橢圓振動(dòng)。此外，接觸點(diǎn)的軌跡也可由驅動(dòng)信號的幅值和頻率控制。