超聲電(dian)機(ji)是一種利用(yong)聲波振動產(chan)(chan)生(sheng)機(ji)械轉動或線(xian)(xian)性運(yun)動的電(dian)器設備，被(bei)廣泛應用(yong)于各個領域(yu)(yu)。在醫(yi)療行業，超聲電(dian)機(ji)被(bei)用(yong)于超聲圖像設備中，用(yong)于控制掃描頭(tou)的位(wei)置(zhi)和方向，實(shi)現高分辨率(lv)的超聲成(cheng)像。在自(zi)動化(hua)控制領域(yu)(yu)，超聲電(dian)機(ji)可以實(shi)現精密定(ding)位(wei)和準(zhun)確控制，被(bei)應用(yong)于機(ji)器人、自(zi)動化(hua)生(sheng)產(chan)(chan)線(xian)(xian)等領域(yu)(yu)。此外，在光(guang)學設備、精密儀器、機(ji)械加工等領域(yu)(yu)，超聲電(dian)機(ji)也有著重要(yao)的應用(yong)。

　　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(ci)類應用提供了較高的參數指(zhi)標。

　　本次Aigtek就整理了過往客(ke)戶案(an)例(li)，選(xuan)取了其中一篇有關(guan)ATA-4052高壓功率放大器在超聲電機驅動(dong)中應(ying)用的案(an)例(li)與大家分享，希望能對領域內各位工程(cheng)師、研究人(ren)員有所幫助。

　　本實驗使用到(dao)了ATA-4052高壓功(gong)率放大(da)器、磁滯制動器、直流(liu)電(dian)源、信號發(fa)生器等(deng)設備

　　實驗內容：

　　本(ben)實驗提出(chu)了(le)(le)一種(zhong)大力矩(ju)徑向(xiang)駐波型超聲波電(dian)(dian)機(ji)，在實現(xian)電(dian)(dian)機(ji)大力矩(ju)輸出(chu)的同(tong)(tong)時保持結(jie)構緊湊的特(te)點(dian)。首(shou)先設計并(bing)分析了(le)(le)電(dian)(dian)機(ji)的結(jie)構和工作原理，采(cai)用(yong)有(you)限元法分析了(le)(le)電(dian)(dian)機(ji)定子(zi)的振(zhen)動特(te)性。接著(zhu)制作了(le)(le)超聲波電(dian)(dian)機(ji)樣機(ji)，樣機(ji)直徑為32mm。采(cai)用(yong)激光測(ce)振(zhen)儀(yi)測(ce)量了(le)(le)定子(zi)的共振(zhen)頻率及徑向(xiang)振(zhen)動的振(zhen)幅，測(ce)量結(jie)果與理論分析結(jie)果相吻(wen)合。最后，搭建了(le)(le)電(dian)(dian)機(ji)輸出(chu)特(te)性測(ce)試平臺，測(ce)量了(le)(le)電(dian)(dian)機(ji)在不同(tong)(tong)電(dian)(dian)壓下的轉矩(ju)-轉速特(te)性。

　　實(shi)驗測試結果顯示，定子工作模態(tai)的(de)共振頻率(lv)為73．3kHz，當施加(jia)的(de)電(dian)壓幅值為100V、頻率(lv)為74kHz時，電(dian)機(ji)的(de)空載轉(zhuan)速為45r/min，堵(du)轉(zhuan)力(li)矩達到0．41N·m。與(yu)其他同(tong)尺寸的(de)超聲(sheng)波電(dian)機(ji)相比，所(suo)提出(chu)的(de)徑向(xiang)駐波型超聲(sheng)波電(dian)機(ji)具有更大的(de)堵(du)轉(zhuan)力(li)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(ji)礎上(shang)對功率進行了提升，指標參數較為均衡，可用(yong)來驅動大功率壓(ya)電陶瓷、超(chao)聲電機(ji)、壓(ya)電疊(die)堆(dui)、超(chao)聲換能(neng)器等高壓(ya)型負載。

　　電(dian)(dian)壓(ya)增益0~100倍(bei)數控可(ke)調，具體有細調與(yu)粗調兩(liang)種模式，配合液(ye)晶顯示(shi)屏，可(ke)以快速使(shi)(shi)用(yong)增益旋鈕(niu)對設(she)備的電(dian)(dian)壓(ya)增益進(jin)行調節，示(shi)數清(qing)晰界面(mian)簡(jian)介(jie)便(bian)于操作，常摁Save鍵可(ke)一(yi)鍵保存當前參數設(she)置(zhi)，為了保證使(shi)(shi)用(yong)人員安全還專門設(she)置(zhi)了過流保護裝置(zhi)，1/100Monitor電(dian)(dian)壓(ya)監測(ce)口與(yu)示(shi)波(bo)器(qi)直連可(ke)實時監測(ce)電(dian)(dian)壓(ya)數值，該設(she)備可(ke)匹配市面(mian)主流函(han)數信號(hao)發生器(qi)進(jin)行使(shi)(shi)用(yong)。

　　ATA-4052高壓功率放大器

　　帶寬：（-3dB）DC~500kHz

　　電壓：310Vp-p（±155Vp）

　　電流(liu)：2.82Ap

　　功率：437.1Wp

　　壓擺率：345V/μs

　　輸出：雙(shuang)極性輸出

　　ATA-4052高壓(ya)功率放大器(qi)幅頻特性圖

　　ATA-4052電壓放大器負載曲線圖

　　綜上所述，超聲電(dian)機(ji)作(zuo)(zuo)為(wei)一(yi)種利用(yong)聲波(bo)振動產生機(ji)械運動的(de)電(dian)器設備，在醫療、自動化控制、光學等(deng)領(ling)域有著廣泛的(de)應(ying)用(yong)前景。ATA-4052高壓功率放大器則可以(yi)幫助工(gong)程師及(ji)研(yan)究人員更(geng)好(hao)的(de)進行研(yan)究，超聲電(dian)機(ji)將會在更(geng)多(duo)領(ling)域發揮重要作(zuo)(zuo)用(yong)，并為(wei)人們的(de)生活帶來(lai)更(geng)多(duo)便利與效益。

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