功率放大器在超聲電機(jī)驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域的應(yīng)用

　　實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)：超聲電機(jī)驅(qū)動(dòng)

　　研究方向：超聲電機(jī)理論及應(yīng)用技術(shù)

　　實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：超聲電機(jī)是一種基于逆壓電效應(yīng)與機(jī)械共振原理，并直接通過(guò)定/轉(zhuǎn)子摩擦傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)動(dòng)力輸出的新型微特電機(jī)，其驅(qū)動(dòng)部分通常需要100Vpp以上的超聲頻率正弦/方波電壓。所測(cè)試的超聲電機(jī)需要峰峰值在100Vpp-300Vpp范圍內(nèi)、頻率40kHz左右的正弦波或方波作為驅(qū)動(dòng)信號(hào)。本實(shí)驗(yàn)采用信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生正弦/方波電壓信號(hào)，而后經(jīng)過(guò)ATA-2042功率放大器進(jìn)行功率放大，再施加到超聲電機(jī)定子壓電陶瓷的電極上，激發(fā)V形定子單模態(tài)振動(dòng)模態(tài)，進(jìn)而在驅(qū)動(dòng)足處形成斜線(xiàn)驅(qū)動(dòng)軌跡，利用摩擦傳動(dòng)機(jī)理，驅(qū)動(dòng)直線(xiàn)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)往復(fù)的高精密直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。

　　測(cè)試設(shè)備：信號(hào)發(fā)生器、ATA-2042高壓放大器、示波器、電流鉗、激光位移傳感器等。

　　實(shí)驗(yàn)過(guò)程：

圖：實(shí)驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)示意圖

圖：實(shí)驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)實(shí)物圖

　　V形定子單模態(tài)直線(xiàn)超聲電機(jī)只需要單相高壓、高頻交變電壓激勵(lì)，即可實(shí)現(xiàn)電機(jī)的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。為了測(cè)試實(shí)驗(yàn)樣機(jī)的電氣特性與機(jī)械特性，利用信號(hào)發(fā)生器、ATA-2042高壓放大器、示波器、電流鉗、激光位移傳感器等，測(cè)力計(jì)等搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，測(cè)試電機(jī)的相電流、相電壓、輸出速度、步進(jìn)位移以及負(fù)載能力。

　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

圖：實(shí)驗(yàn)結(jié)果

　　實(shí)驗(yàn)表明所搭建的由信號(hào)發(fā)生器、功率放大器等組成的驅(qū)動(dòng)部分可產(chǎn)生正弦/方波幅值與頻率可調(diào)的高頻驅(qū)動(dòng)電壓，驅(qū)動(dòng)工作在單模態(tài)模式的V形定子直線(xiàn)超聲電機(jī)正常運(yùn)行。實(shí)測(cè)的電機(jī)機(jī)械特性表明：在200Vpp單相激勵(lì)電壓下，電機(jī)的空載輸出速度超過(guò)700mm/s，最大推力超過(guò)7N，最小開(kāi)環(huán)步進(jìn)位移達(dá)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(biāo)參數(shù)

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