超聲電機是一種利用聲波振動產生機械轉動或線性運動的電器設備,被廣泛應用于各個領域。在醫療行業,超聲電機被用于超聲圖像設備中,用于控制掃描頭的位置和方向,實現高分辨率的超聲成像。在自動化控制領域,超聲電機可以實現精密定位和準確控制,被應用于機器人、自動化生產線等領域。此外,在光學設備、精密儀器、機械加工等領域,超聲電機也有著重要的應用。
它的工作原理是通過超聲波的振動效應實現,具有結構簡單、功率密度高、速度快、響應迅速,與傳統的電機相比,超聲電機無需旋轉部分,摩擦損耗小,噪音低,壽命長,性能方面具有更大優勢。超聲電機一般使用壓電陶瓷材料做動力源,想要更好的驅動壓電陶瓷,則需要更高指標,更穩定輸出的電壓與功率。因此需要高壓功率放大器來為此類應用提供更高的電壓。Aigtek安泰電子ATA-4052高壓功率放大器,最大輸出電壓為310Vp-p(±155Vp),為此類應用提供了較高的參數指標。
本次Aigtek就整理了過往客戶案例,選取了其中一篇有關ATA-4052高壓功率放大器在超聲電機驅動中應用的案例與大家分享,希望能對領域內各位工程師、研究人員有所幫助。
本實驗使用到了ATA-4052高壓功率放大器、磁滯制動器、直流電源、信號發生器等設備
實驗內容:
本實驗提出了一種大力矩徑向駐波型超聲波電機,在實現電機大力矩輸出的同時保持結構緊湊的特點。首先設計并分析了電機的結構和工作原理,采用有限元法分析了電機定子的振動特性。接著制作了超聲波電機樣機,樣機直徑為32mm。采用激光測振儀測量了定子的共振頻率及徑向振動的振幅,測量結果與理論分析結果相吻合。最后,搭建了電機輸出特性測試平臺,測量了電機在不同電壓下的轉矩-轉速特性。
實驗測試結果顯示,定子工作模態的共振頻率為73.3kHz,當施加的電壓幅值為100V、頻率為74kHz時,電機的空載轉速為45r/min,堵轉力矩達到0.41N·m。與其他同尺寸的超聲波電機相比,所提出的徑向駐波型超聲波電機具有更大的堵轉力矩。
超聲電機測試中使用的高壓功率放大器ATA-4052,可對交、直流信號進行放大輸出,單通道,在ATA-2000系列高壓放大器的基礎上對功率進行了提升,指標參數較為均衡,可用來驅動大功率壓電陶瓷、超聲電機、壓電疊堆、超聲換能器等高壓型負載。
電壓增益0~100倍數控可調,具體有細調與粗調兩種模式,配合液晶顯示屏,可以快速使用增益旋鈕對設備的電壓增益進行調節,示數清晰界面簡介便于操作,常摁Save鍵可一鍵保存當前參數設置,為了保證使用人員安全還專門設置了過流保護裝置,1/100Monitor電壓監測口與示波器直連可實時監測電壓數值,該設備可匹配市面主流函數信號發生器進行使用。
ATA-4052高壓功率放大器
帶寬:(-3dB)DC~500kHz
電壓:310Vp-p(±155Vp)
電流:2.82Ap
功率:437.1Wp
壓擺率:345V/μs
輸出:雙極性輸出
ATA-4052高壓功率放大器幅頻特性圖
ATA-4052電壓放大器負載曲線圖
綜上所述,超聲電機作為一種利用聲波振動產生機械運動的電器設備,在醫療、自動化控制、光學等領域有著廣泛的應用前景。ATA-4052高壓功率放大器則可以幫助工程師及研究人員更好的進行研究,超聲電機將會在更多領域發揮重要作用,并為人們的生活帶來更多便利與效益。
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