超声波电机的驱动方案

1-1前言r r t一般人所能夠感受到声音的频率约介于5H2-20KHz，超音波（Ultrasonic wave）即为频率超过20KHz以上的音波或机械振动，因此超音波马达就是利用超音波的弹性振动频率所构成的制动力。r r t r r t超音波马达的内部主要是以压电陶瓷材料作为激发源，其成份是由鉛（Pb）、结（Zr）及钛（Ti）的氧化物皓钛酸铅（Lead zirconate titanate，PZT）製成的。r r t r r t將歷电材料上下方各黏接弹性體，如銅或不銹鋼，並施以交流电压于压电陶瓷材料作为驅动源，以激振弹性體，稱此結构为定子（Stator），將其用弹簧與轉子Rotor）接觸，將所産生摩擦力來驅使轉子轉动，由于压电材料的驱动能量很大，並足以抗衡轉子與定子間的正向力，雖然伸縮振幅大小僅有數徵米（um）的程度，但因每秒之伸縮達數十萬次，所以相較于同型的电磁式马达的驅动能量要大的許多。r r t r r t超音波马达的優點为：r r t r r t1，轉子慣性小、響應時間短、速度範圍大。r r t r r t2，低轉速可產生高轉矩及高轉換效率。r r t r r t3，不受磁場作用的影響。r r t r r t4，构造簡單，體積大小可控制。r r t r r t5，不須經过齒輸作減速机构，故較为安静。r r t r r t实際應用上，超音波马达具有不同于傳統电磁式马达的特性，因此在不適合應用傳統马达的場合，例如：間歇性運动的裝置、空間或形狀受到限制的場所；另外包括一些高磁場的場合，如核磁共振裝置、斷層掃描儀器等。所以未來在自动化設備、視聽音響、照相机及光學儀器等皆可應用超音波马达來取代。