功率放大器在超聲電機(jī)正反向運(yùn)動中的應(yīng)用

實(shí)驗(yàn)名稱：功率放大器在單信號激勵(lì)的彎彎復(fù)合超聲電機(jī)的正反向運(yùn)動實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用

研究方向：超聲電機(jī)

測試目的：驗(yàn)證基于8字形振動軌跡的超聲電機(jī)的工作原理的可行性

測試設(shè)備：函數(shù)信號發(fā)生器，ATA-4051功率放大器，激光位移傳感器，激光轉(zhuǎn)速計(jì)。

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：用單路特殊激勵(lì)信號（由頻率比為1:2兩個(gè)正弦波形疊加而成）驅(qū)動彎彎復(fù)合超聲電機(jī)，測試其驅(qū)動足的運(yùn)動軌跡和樣機(jī)基本輸出特性

實(shí)驗(yàn)過程:

（1）測試驅(qū)動足軌跡。用兩個(gè)激光位移傳感器分別對準(zhǔn)驅(qū)動足的上表面和右表面，用函數(shù)信號放大器產(chǎn)生信號，經(jīng)過功率放大器（ATA4051）放大后施加到超聲電機(jī)上，打開傳感器采集功能，完成振動軌跡采集。改變激勵(lì)信號中兩種信號的相位差，從0~360度范圍內(nèi)，每15度測試一次，共測24次。

實(shí)驗(yàn)裝置

（2）測試輸出特性。驅(qū)動足處放置一個(gè)小滑輪，側(cè)面貼放光紙，撥動滑輪每轉(zhuǎn)一周，觀察轉(zhuǎn)速計(jì)計(jì)數(shù)是否正常。之后用信號發(fā)生器和功放產(chǎn)生激勵(lì)信號并施加到超聲電機(jī)上，測試電機(jī)在不同波形（兩種頻率成分正弦的相位差）下的輸出速度。

測試結(jié)果:

1. 驅(qū)動足處在波形相位差為165度和-15度時(shí)都可以獲得8字型軌跡，軌跡的運(yùn)動方向相反；

2. 所提出的基于8字型軌跡的超聲電機(jī)，的正反向輸出特性差異小于4%，推動直徑為22mm轉(zhuǎn)子運(yùn)動時(shí)最大輸出速度為1373rpm；

3. 所提出的基于8字型軌跡的超聲電機(jī)只需單向激勵(lì)信號就能實(shí)現(xiàn)雙向輸出運(yùn)動，壓電元件無閑置，摩擦耦合效率高，在航空航天等高可靠性應(yīng)用領(lǐng)域具有潛在應(yīng)用價(jià)值。

軌跡運(yùn)動測試結(jié)果

機(jī)械輸出特性測試結(jié)果