高壓功率放大器在非共振式壓電直線(xiàn)電機性能測試中的應用

　　實(shí)驗名稱(chēng)：ATA-4051高壓功率放大器在非共振式壓電直線(xiàn)電機性能測試中的應用

　　研究方向：壓電驅動(dòng)

　　實(shí)驗內容：基于壓電疊堆驅動(dòng)的非共振式壓電直線(xiàn)電機的性能測試，壓電直線(xiàn)電機結構使用二級放大機構，對壓電疊堆的輸出位移進(jìn)行放大，同時(shí)該結構采用交替驅動(dòng)的方式以提高驅動(dòng)器定子的驅動(dòng)效率。使用方波信號作為激勵信號，定子驅動(dòng)足通過(guò)摩擦力驅動(dòng)導軌運動(dòng)，對該電機的輸出性能進(jìn)行測試，同時(shí)得到激勵電機信號的最佳頻率。

　　測試設備：信號發(fā)生器，ATA-4051高壓功率放大器，磁柵尺位移傳感器，壓電疊堆等。

圖：實(shí)驗平臺

　　實(shí)驗過(guò)程：

圖：電機結構圖

　　電機定子使用螺栓固定在底座上，通過(guò)千分尺對導軌施加預緊力。非共振式壓電直線(xiàn)電機需要兩相信號驅動(dòng)電機定子工作，利用信號發(fā)生器，ATA-4051高壓功率放大器，磁柵尺位移傳感器搭建實(shí)驗平臺，用來(lái)測試電機的輸出性能。使用信號發(fā)生器生成方波信號，通過(guò)功率放大器放大后驅動(dòng)定子工作。使用磁柵尺傳感器測量導軌的運動(dòng)位移，采用半物理仿真系統對數據進(jìn)行采集。

　　測試結果：

　　對壓電疊堆施加135V電壓，通過(guò)改變頻率以得到不同頻率下的電機輸出性能，實(shí)驗結果表明，電機在施加70Hz頻率下，輸出性能達到最高，在70Hz頻率之后，電機的輸出性能開(kāi)始逐漸降低，這是由于壓電疊堆的遲滯現象以及定子自身產(chǎn)生的阻尼造成的。實(shí)驗結果表明電機在70Hz頻率下性能達到最優(yōu)。其次，通過(guò)對電機施加70Hz頻率，通過(guò)改變電壓大小，得到不同電壓下，電機的輸出性能，實(shí)驗結果表明，電機在60V電壓之后具有良好的線(xiàn)性度，在135V電壓下，電機速度達到最大，為5.53mm/s，先比較于其他非共振式壓電直線(xiàn)電機，具有更大的輸出速度。

　　放大器在該實(shí)驗中發(fā)揮的效能：實(shí)現激勵信號0-30倍的功率放大，驅動(dòng)壓電疊堆產(chǎn)生形變。

圖：ATA-4051C高壓功率放大器指標參數 

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