超声波电动机是利用压电材料的逆压电效应,将几十千赫兹的交流激励电源加在
压电陶瓷上,让压电陶瓷和弹性体组成的定子产生振动,再通过摩擦,使接触面粘有摩擦
材料的转子产生转动。这是接触式超声波电动机,它通过固体—固体间的摩擦传递能量,
中间有摩擦损耗。还有一类无接触式超声波电动机,它是靠压电陶瓷激励流体传递能量,
即固体—流体—固体驱动模式,例如,南京航空航天大学研制的用声流驱动的圆盘形无接
触超声波电动机,最高转速达到6031r·min-1,堵转转矩为3.5×10?5N·m。
超声波电动机的特点是:
(1)不需要减速机构,可直接获得低转速,大转矩。
(2)能量密度大,可达电磁电动机的3~10倍。
(3)响应速度快,为毫秒级。193
(4)无电磁干扰和运行噪声。
(5)具有自锁力矩,定位精度高。
(6)超微型化,外径可小至1mm。
由于超声波电动机具有上述优点,成为当今非电磁电动机领域的一个研究热点。日本
起步于20世纪80年代,我国于20世纪90年代开始研究,如今南京航空航天大学、清华
大学、淅江大学、东南大学、哈尔滨工业大学、电子部21所等在超声波电动机研究中均
取得重要成果,有些成果已走向商业化。