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超声波电机主要工作原理(超声波电机主要工作原

来源:www.xrdq.ne   时间:2023-01-03 05:09   点击:217  编辑:admin   手机版

1. 超声波电机主要工作原理是什么

超声波遥控电扇变速器工作原理及电路图

UCM—T40K1 UCM—R40K1 压电陶瓷超声波传感器

一、压电陶瓷超声波换能器(超声波传感器)体积小,灵敏度高、性能可靠、价格低廉,是遥控、遥测、报警等电子装置最理想的电子器件、用此换能器构成的超声波遥控开关,可使家电产品、电子玩具加速更新 换代,提高市场竞争能力。

二、技术参数

灵敏度:≥—70dB / V / ubar

谐振频率:40KHZ±1KHZ(UCM—T40K1·发射用)

38KHZ±1KHZ(UCM—R40K1·接收用)

频 带 宽:2KHZ±0.5KHZ

外形尺寸:∮16mm×22.5mm

三、使用环境

温 度:—20℃~ + 60 ℃ 相对湿度:20 ± 5℃时达98%

四、使用注意事项

两接线脚焊接时间不宜过长,以免器件内之焊点溶化脱焊及造成底座与接线脚之间松动。

不宜与腐蚀性物质接触

1、超声波遥控电灯开关

这种遥控开关,电路简单,且免调试,非常适合初学者制作。

一、工作原理

为发射电路。电路采用分立器件构成,VT1和VT2以及R1~ R4、C1、C2构成自激多谐振荡器,超声发射器件B被联接在VT1和VT2的集电极回路中,以推挽形式工作,回路时间常由R1、C1和R4、C2确定。超声发射器件B的共振频率使多谐振荡电路触发。因此,本电路可工作在最佳频率上。

(图2)为接收电路,结型场效应VT1构成高输入阻抗放大器,能够很好地与超声接收器件B相匹配,可获得较高接收灵敏度及选频特性。VT1采用自给偏压方式,改变R3即可改变VT1的表态工作点,超声接收器件B将接收到的超声波转换为相应的电信号,经VT1和VT2两极放大后,再经VD1和VD2进行半波整流变为直流信号,由C3积分后作用于VT3和基极,使VT3由截止变为导通,其集电极输出负脉冲,触发器JK触发D,使其翻转。JK触发器Q端的电平直接驱动继电器K,使K吸合或释放。由继电器K的触点控制电路的开关。

二、元件选用

发射电路中,VT1和VT2用CS9013或CS9014等小功率晶体管,≥100。超声发射器件用SE05—40T,电源GB采用一块9V叠层电池,以减小发射器体积和重量。

接收电路中,VT1和3DJ6或是3DJ7等小功率结型场效应晶体管。VT2~ VT3用CS9013,≥100。VD1和VD2用IN4148。JK触发器263B。超声接收器件用SE05—40R,与SE05—40T配对使用。继电器K用HG4310型。

超声波遥控电扇变速器

一、工作原理

(图3)为发射电路。它采用的是国产蝙蝠牌FS—A5A型电风扇的遥控发射器。这种发射器具有体积小、耗电省、工作可靠、电路简单等特点。在使用时,每按一下发射键,发射器发出约为500ms的40KHZ的超声波。发射电路的工作原理如下。

VT2和VT3构成直接耦合正反馈振荡电路,B为40KHz超声发射器件,并兼振荡电路反馈先频元件。因此,此电路可准确地振荡于超声发射器件的中心频率40KHZ。VT1和R2、C1组成500ms延时电路。R1、VD1是C1的放电通路,当按下发射键S时,VT2构成的振荡电路工作,发出超声波,同时,电源通过R2向C1充电,当C1上的电位充到1.4V时(约经过500ms),VT1导通,VT2基极以及VT3集电极电位下降为0.3V左右,振荡器停止工作,当松开发射键S时,C1通过VD1和R1迅速放电,为下一次发射作好准备.VD3和R4构成发射指示电路,当按发射键时,VD3发光。

(图4)为接收电路。CMOS非门D1~ D3由R1偏置为线性放大器,总增益可达60bB以上,由于CMOS电路的输入阻抗较高,故能够很好与超声接收器件匹配。放大后的信号由C1耦合给锁相环译码器LM567的输入端3脚。当输入信号的频率落在其中心频率上时,LM567的逻辑输出端8脚由高电平变为低电平。

使用LM567和CD4017的接收电路

2. 行波型超声波电机的机理

1.Take an X ray of your chest, then have an ultrasound examination.做个胸部透视,然后进行超声波检查。

2.Com parison of the Traveling-wave Ultrasonic Motor with the Ultrasonic Motor Using Longitudinal and Torsional Vibration Model Take an X  ray of your chest, then have an ultrasound examination.行波型超声电机与纵扭型超声电机的比较做个胸部透视,然后进行超声波检查。

3. 1、超声波传感器的工作原理以及作用

超声波传感器是根据超声波的一些特性制造出来的,用于完成对超声波的发射和接收,内部的换能晶片受到电压的激励而发生振动产生超声波,超声波的频率高、波长短、方向性好、可以线性传播、对液体或者固体有不错的穿透效果,比如一些不透明的物体,超声波可以穿透几十米,而且它在遇到杂质等等物体时会发生反射现象,从而产生回波。

4. 超声电机的工作原理

按驱动方式不同 ,压电驱动器可分为刚性位移驱动器和谐振位移驱动器。

1  刚性位移驱动器

刚性位移驱动器的驱动模式主要有多层式驱动器和单(双) 晶片驱动器 ,此外还有 Rainbow 驱动器、Moonie 驱动器和 Cymbals 驱动器等 ,几种模式在大小、质量、位移量及负载能力上均各有特点。

2  谐振位移驱动器

谐振位移驱动器(超声波电机)种类繁多 ,从毫米级的微型电机到厘米级的小型电机;从单自由度的直线电机到多自由度的平面电机和球型电机;从原理上基于摩擦的超声波电机到利用声悬浮的非接触式超声波电机;从高的蠕动式电机到无磨损的压电 ———电流复合型步进电机。按照工作原理 ,可将超声波电机分为接触式和非接触式两种。

5. 纹波电机原理

齿槽转矩造成的,磁路做得好就比较顺,具体如下: 齿槽转矩Cogging torque,是永磁电机的固有现象,它是在电枢绕组不通电的状态下,由永磁体产生的磁场同电枢铁心的齿槽作用在圆周方向产生的转矩。

它的产生来自于永磁体与电枢齿之间的切向力,使永磁电动机的转子有一种沿着某一特定方向与定子对齐的趋势,试图将转子定位在某些位置,由此趋势产生的一种振荡转矩[1]。无刷直流电动机电枢铁心为了安放定子绕组必定存在齿和槽,由于齿槽的存在,引起气隙的不均匀,一个齿距内的磁通相对集中于齿部,使得气隙磁导不是常数。当转子旋转时,气隙磁场的贮能就发生变化,产生齿槽转矩,这个转矩是不变的,它与转子位置有关,因而随着转子位置发生变化,就引起转矩脉动[2]。它与转子的结构尺寸、定子齿槽的结构、气隙的大小、磁极的形状和磁场分布等有关,而与绕组如何放置在槽中和各相绕组中馈入多少电流等因素无关。齿槽转矩会使电机转矩波动,产生振动和噪声,出现转速波动,使电机不能平稳运行,影响电机的性能。同时使电机产生不希望的振动和噪声。在变速驱动中,当转矩脉动频率与定子或转子的机械共振频率一致时,齿槽转矩产生的振动和噪声将被放大。齿槽转矩的存在同样影响了电机在速度控制系统中的低速性能和位置控制系统中的高精度定位。二、不同 削弱方法及对比分析 (1)斜槽或斜极:定子斜槽或转子斜极是抑制齿槽转矩脉动最有效且应用广泛的方法之一,该方法主要用于定子槽数较多且轴向较长的电机[3]。实践证明,斜槽使电机电磁转矩各次谐波的幅值均有所减小。而斜槽或斜极引起的绕组反电动势的币弦化将会增大电磁转矩纹波。斜极由于加工复杂、材料成本高而在工程上很少采用。(2)磁极分块移位:由于转子斜极会使成本大大增加,并且加工工艺也会变得复杂,因而应用中往往采用磁极分块移位法,由通过计算得到磁极极弧系数,然后再把它优化,最后把几段分块磁钢沿周向错开一定角度安放来近似等效成一个连续的磁极[4],通常有两种移位方法:连续移位和交差移位,前者消除的是磁钢分块数目整数倍以外的所有齿槽转矩谐波成分,后者只能消除齿槽转矩的奇数次谐波,对偶数次谐波没有影响。(3)分数槽法:此方法可以提高齿槽转矩基波的频率,使齿槽转矩脉动量明显减少。但是,采用了分数槽后,各极下绕组分布不对称从而使电机的有效转矩分量部分被抵消,电机的平均转矩也会因此而相应减小[5]。(4)磁性槽楔法:采用磁性槽楔法就是在电机的定子槽口上涂压一层磁性槽泥,固化后形成具有一定导磁性能的槽楔。磁性槽楔减少了定子槽开口的影响,使定子与转子间的气隙磁导分命更加均匀,从而减少由于齿槽效应而引起的转矩脉动[6]。由于磁性槽楔材料的导磁性能不是很好,因而对于转矩脉动的削弱程度有限。(5)闭口槽法:定子槽不开口,槽口材料与齿部材料相同,槽口的导磁性能较好,所以闭口槽比磁性槽楔能更有效地消除转矩脉动[7]。但采用闭口槽,给绕组嵌线带来极大不便,同时也会大大增加槽漏抗,增大电路的时间常数,从而影响电机控制系统的动态特性。也可通过减少槽口宽度来减少齿槽转矩越,但槽口宽度的减小能够削弱齿槽转矩,却给绕组下线工艺带来困难,另外还使漏磁增加,最终影响电机出力。(6)优化磁钢设计:平行充磁情况下电机气隙磁场和反电势波形更接近正弦波,平行充磁对转矩脉动影响较小;电机极对数越大,转矩脉动越大;电机极弧系数越大,转矩脉动越小[8]。(7)无槽式绕组:齿槽转矩本质上是由永久磁钢产生的磁通势与由于定子开槽引起的磁阻变化相互作用而产生的,因此最彻底而又简单的方法是采用无槽式绕组结构。无槽结构早在上世纪70年代中叶就应用于直流电机中,电枢绕组有粘贴在光滑转子表面的,也有做成动圈式(moving coil)的,或者是盘式电机的印刷绕组(printed circuit winding),不管采用何种形式电枢绕组的厚度始终是实际气隙的组成部分,因此无槽式电机的实际等效气隙比有齿槽电机大得多,所需的励磁磁势也要大许多,这在早期限制了无槽电机的容量和发展。近几年来随着NeFeB等高磁能积的永磁材料的迅猛发展,为无槽式永磁Rl机的实用化提供了契机。目前应用于永磁无刷直流电动机的无槽式绕组主要可分为三大类:环形绕组、非重叠集中绕组和杯形绕组。(8)辅助凹槽法:加辅助凹槽的目的是减少主要的谐波分量,同时辅助凹槽本身会产生谐波,当辅助凹槽产生的谐波与原定子产生的谐波同相位变化时,会使定位力矩升高;反之,会使定位力矩降低[10]。辅助凹槽中心线与定子冲片中心线的夹角决定了二者是同相还是反相。所加辅助凹槽产生的谐波,将会抵消原来有害的谐波分量的P次谐波,同一冲片在对称位置上增加两个辅助凹槽的作用是相互抵消谐波分量,合适角度的选择,冲片坑口开口位置的减小,都能够减少能量变化。同一冲片上,辅助凹槽在对称位置上排布能取得较好的效果。

6. 纹波电机工作原理

开关电源纹波在200mV至50mV以下,满载不能超过该范围。

纹波能达到的指标取决于电源本身的设计,同时需要考虑电源系统带负载的实际需求,电源每路输出负载的纹波值与该路的电流值有关系,电源在轻载下纹波是不会超标的。

在实际使用中,大部分要求高的数字芯片为5%的纹波要求,小信号的模拟电路,对电源纹波要求非常高,一般要求在50mV甚至更低,此时可能需要考虑采用线性电源。

7. 超声波电机主要工作原理是什么意思

超声波冲床,就是利用超声电源,超声波振动器组成的冲压式压力机。超声波冲压工艺由于比传统机械加工来说有节约材料和能源,效率高,应用广可以做出机械加工所无法达到的产品这些优点,因而它的用途越来越广泛。

超声波冲床生产主要是针对板材的。通过模具,能做出落料,冲孔,成型,拉深,修整,精冲,整形,铆接及挤压件等等,广泛应用于各个领域。

8. 超声波电机主要工作原理是什么呢

当超声波作用于热塑性的塑料接触面时,会产生每秒几万次的高频振动,这种达到一定振幅的高频振动,通过上焊件把超声能量传送到焊区,由于焊区即两个焊接的交界面处声阻大,因此会产生局部高温。

又由于塑料导热性差,一时还不能及时散发,聚集在焊区,致使两个塑料的接触面迅速熔化,加上一定压力后,使其融合成一体。

当超声波停止作用后,让压力持续几秒钟,使其凝固成型,这样就形成一个坚固的分子链,达到焊接的目的,焊接强度能接近于原材料强度。

超声波塑料焊接的好坏取决于换能器焊头的振幅,所加压力及焊接时间等三个因素,焊接时间和焊头压力是可以调节的,振幅由换能器和变幅杆决定。

这三个量相互用有个适宜值,能量超过适宜值时,塑料的熔解量就大,焊接物易变形;若能量小,则不易焊牢,所加的压力也不能达大。

这个最佳压力是焊接部分的边长与边缘每1mm的最佳压力之积。

当代社会,塑料的各种制品,已渗透到人们日常生活的各个领域,同时也被广泛应用到航空、船舶、汽车、电器、包装、玩具、电子、纺织等行业。

然而,由于注塑工艺等因素的限制,在相当一部分形状复杂的塑料制品不能一次注塑成型,这就需要粘接,而沿用多年的塑料粘接和热合工艺又相当落后,不仅效率低,且粘接剂还有一定的毒性,引起环境污染和劳动保护等问题。

传统的这种工艺已不能适用现代塑料工业的发展需要,于是一种新颖的塑料加工技术——超声波塑料焊接以其高效、优质、美观、节能等优越性脱颖而出。

超声波塑料焊接机在焊接塑料制品时,即不要填加任何粘接剂、填料或溶剂,也不消耗大量热源,具有操作简便、焊接速度快、焊接强度高、生产效率高等优点。

因此,超声波焊接技术越来越广泛地获得应用

9. 谐波电机工作原理

谐波源主要有三类:①整流器、变频器、开关电源、静态换流器、晶闸管系统及其他SCR控制系统等电力电子设备,②变压器、电动机、发电机等非线性设备,③电弧炉设备及气体电光源设。

1 电弧炉设备及气体电光源设备

①电弧炉在熔炼金属过程中的非线性影响将产生大量的谐波。

②气体电光源包括荧光灯、霓虹灯、卤化灯。根据这类气体放电光源的伏安特性。

其非线性特性十分严重,同时含有负的伏安特性。而气体灯具工作时要与电感性镇流器相串联,并使其综合伏安特性不再为负才能正常工作。

由于镇流器的非线性相当严重,其中三次谐波含量在20%以上,其特性为对称函数,只含有奇次谐波,所有气体电光源设备属于电流源型谐波源。

2 电力电子设备

电力电子设备主要包括整流器、变频器、开关电源、静态换流器、晶闸管系统及其它SCR控制系统等。

由于工业与民用电力设备常用到这类电力电子设备和电路,如整流和变频电路,其负载性质一般分为感性和容性两种,感性负载的单相整流电路为含奇次谐波的电流型谐波源。

而容性负载的单相整流电路,由于电容电压会通过整流管向电源反馈,属于电压型谐波源,其谐波含量与电容值的大小有关,电容值越大,谐波含量越大。

变频电路谐波源由于采用的是相位控制,其谐波成分不仅含有整数倍数的谐波,还含有非整数倍数的间谐波。

3 可饱和设备

可饱和设备主要包括变压器、电动机、发电机等。可饱和设备是非线性设备,与电力电子设备和电弧设备相比,可饱和设备上的谐波在未饱和的情况下,其谐波的幅值往往可以忽略。

电力系统对谐波的定义:对周期性非正弦电量(电压或电流)进行傅立叶级数分解,除了得到与电网基波频率相同的分量,还得到一系列大于电网基波频率的分量,这部分电量称为谐波

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