1. 超声电机的原理
频率高于人的听觉上限(约为20000赫)的声波,称为超声波,或称为超声。
超声波在媒质中的反射、折射、衍射、散射等传播规律,与可听声波的规律并没有本质上的区别。但是超声波的波长很短,只有几厘米,甚至千分之几毫米。与可听声波比较,超声波具有许多奇异特性:传播特性——超声波的波长很短,通常的障碍物的尺寸要比超声波的波长大好多倍,因此超声波的衍射本领很差,它在均匀介质中能够定向直线传播,超声波的波长越短,这一特性就越显著。功率特性——当声音在空气中传播时,推动空气中的微粒往复振动而对微粒做功。声波功率就是表示声波做功快慢的物理量。在相同强度下,声波的频率越高,它所具有的功率就越大。由于超声波频率很高,所以超声波与一般声波相比,它的功率是非常大的。空化作用——当超声波在液体中传播时,由于液体微粒的剧烈振动,会在液体内部产生小空洞。这些小空洞迅速胀大和闭合,会使液体微粒之间发生猛烈的撞击作用,从而产生几千到上万个大气压的压强。微粒间这种剧烈的相互作用,会使液体的温度骤然升高,起到了很好的搅拌作用,从而使两种不相溶的液体(如水和油)发生乳化,并且加速溶质的溶解,加速化学反应。这种由超声波作用在液体中所引起的各种效应称为超声波的空化作用。
我们知道正确的波的物理定义是:振动在物体中的传递形成波。这样波的形成必须有两个条件:一是振动源,二是传播介质。波的分类一般有如下几种:一是根据振动方向和传播方向来分类。当振动方向与传播方向垂直时,称为横波。当振动方向与传播方向一致时,称为纵波。二是根据频率分类,我们知道人耳敏感的听觉范围是20HZ-20000HZ,所以在这个范围之内的波叫做声波。低于这个范围的波叫做次声波,超过这个范围的波叫超声波。
波在物体里传播,主要有以下的参数:一是速度V,二是频率F,三是波长λ。三者之间的关系如下:V=F.λ。波在同一种物质中传播的速度是一定的,所以频率不同,波长也就不同。另外,还需要考虑的一点就是波在物体里传播始终都存在着衰减,传播的距离越远,能量衰减也就越厉害,这在超声波加工中也属于考虑范围。
超声波在塑料加工中的应用原理:
塑料加工中所用的超声波,现有的几种工作频率有15KHZ,18KHZ,20KHZ,40KHZ。其原理是利用纵波的波峰位传递振幅到塑料件的缝隙,在加压的情况下,使两个塑料件或其它件与塑料件接触部位的分子相互撞击产生融化,使接触位塑料熔合,达到加工目的。
2. 超声电机的原理是什么
与传统的电机不同,超声波电机无绕组和磁极,无需通过电磁作用产生运动力。一般由振动体(相当于传统电机中的定子,由压电陶瓷和金属弹性材料制成)和移动体(相当于传统电机中的转子,由弹性体和摩擦材料及塑料等制成)组成。在振动体的压电陶瓷振子上加高频交流电压时,利用逆压电效应或电致伸缩效应使定子在超声频段(频率为20KHZ以上)产生微观机械振动。并将这种振动通过共振放大和摩擦耦合变换成旋转或直线型运动。
实现超声波驱动有两个前提条件:首先,需在定子表面激励出稳态的质点椭圆运动轨迹;其次,将定子表面质点水平方向的微观运动转换成转子的宏观运动或平动。第一个前提条件对应着机电能量转换,利用逆压电效应由电能转化成机械振动能:第二个前提条件对应着运动形式转化,往往通过定转子间的摩擦力来实现,近年来亦有通过气体或液体为中间介质接触为非接触型超声波电机,也称为声悬浮超声波电机。从超声电机的工作原理可见,其正常工作离不开两个能量转换作用:机电转换作用和摩擦转换作用。机电转换作用是指压电陶瓷的逆压电效应,即对压电陶瓷振子加高频振荡电流,使它以超声波的频率振动。摩擦转换作用是指弹性体(定子与压电陶瓷的合称)的振动经过定子与转子工作面间的摩擦作用转化成转子的直线运动或旋转运动。要保证大力矩输出、止动性好,必须满足的条件就是有效足够的机电转换作用和有效稳定的摩擦转换作用。
3. 超声电机的工作原理
想马上在工作的时候也可以产生一定的超声波
4. 超声电机的应用
应该是超声波电机吧,超声波电动机具有独特的优点及良好的性能,随着我国对超声波电机不断的研究深入,使得国产超声波电机得到了快速的发展,应用领域也日渐增多。超声波电机的应用领域有哪些呢?
1、微型智能机器人:用超声电动机作为机器人的关节驱动器,超声波电动机具有低速、大转矩和非连续工作中具有比电磁电机更为优越的性能,可将关节的固定部分和运动部分分别与超声马达的定、转子作为一体,使整个机构非常紧凑。
2、医疗器械:由于传统电磁式电机自身会产生磁场,从而对实时成像产生不良影响,并且传统电磁式电机在强磁场的环境中无法正常工作。超声波电动机具有自身不产生磁场,也不受磁场干扰的特性,非常适合用于核磁共振。
3、航空航天:航空航天器往往处在高真空、极端温度、强辐射、无法有效润滑等恶劣条件中,且对系统重量要求严苛,超声马达是其中驱动器的最佳选择。
4、精密仪器仪表:电磁马达用齿轮箱减速来增大力矩,由于存在齿轮间隙和回程误差,难以达到很高定位精度,而超声马达可直接实现驱动,且响应快、控制特性好,可用于精密仪器仪表。
5、汽车阀门控制:由于超声波电动机具有自锁特性和响应快等特性,并且可以避免火花的产生,对于自动调节油门控制超声波电动机具有它独特的优点。
相比与电磁式电机,超声波电动机具有其独特的应用优势,由于超声波电动机还不是很普及,只是被一些有实力的高端企业应用。目前超声波电动机更多应用在高端,精密的产品等领域,在日常生活上使用的还是比较少,但是随着超声波电动机进一步研究和探索,超声波电动机的应用领域会进一步扩大。
5. 超声电机原理动画
压电电机不像传统电机那样利用电磁的交叉力来获得其运动和力矩,压电电机是利用压电陶瓷的逆压电效应和超声振动来获得其运动和力矩的,将材料的微观变形通过机械共振放大和摩擦耦合转换成转子的宏观运动。
6. 超声电机原理与应用
1、伯努利原理:
伯努利原理说的是在同一流质里,流速大,压强小;流速小,压强大。流体会自动从高压流向低压。在通过三叉管时,低速流动的水流向高速的流动的空气。水被高速空气撕成一小滴一小滴(设想水龙头里流出的水,刚开始速度慢,是水柱;但后来速度逐渐增大后就变成一滴一滴了)。这些小水滴喷出来后就成了雾。
2、高速水流碰到障碍物后裂成小水滴的原理:
用的是把水压入细管造成高速水流,高速水流碰到障碍物后裂成小水滴的原理。情形像把水龙头打开后用手指堵住。家用的喷雾器多用这种结构,成本低。
3、离心力将液体甩出原理:
是高速旋转的雾化盘利用离心力将液体甩出去,撕碎为小液滴类似于雨伞旋转时的情形
4、超声雾化原理:
振动可以在水面引起“浪花”,超声波的振动频率十分高,于是它的“浪”的波长很小,因此它的“浪花”——小水滴也很小,这些小水滴就成了雾。
7. 超声电机的原理图
超声波马达是一款新型的电机,简称USM超声波马达,最早被应用于照相机上。传统的马达都是基于电磁原理工作的,将电磁能量变换成转动能量。而USM则是基于利用超声波振动能量变换成转动能量的全新原理来工作的。
那么究竟什么是超声波马达?其基本工作原理又如何?简单地说,人耳所能听到的声音频率范围大约在20赫兹~20千赫兹之间,而超过20千赫兹以上,人耳无法辨识的频率便称为超声波。超声波马达是利用压电材料输入电压会产生变形的特性,使其能产生超声波频率的机械振动,再透过摩擦驱动的机构设计,让超声波马达如同电磁马达一般,可做旋转运动或直线式移动。
通常电磁马达运转时我们会觉得有杂音,这是因为马达内部结构产生振动,而振动频率恰好在我们耳朵可以感受的频率范围内。而超声波马达和传统的马达有很大区别,不管传统的马达有多少种,其原理一般就是将电磁力转变为转动力,而超声波马达的转动力则是产生于超声波振动的能量。
8. 什么叫超声电机
中国超声电机处于世界先进水平,用于尖端科技