压电电机的工作原理

目前，越来越多的用户选择该产品替代传统的电机定位产品，因为其体积小，优势高。目前市场上常用的压电电机有三种:粘滑压电电机；步进压电马达和超声波或振动压电马达。

1.压电马达原理简介

1)粘滑压电电机

阐述了粘滑压电马达的工作原理。粘滑压电电机主要由轴承、滑块(运动部件)、触点和一端固定的压电驱动器组成。压电陶瓷的长度随着外加电压的变化而变长或变短。由于滑块与接触点之间的摩擦力，滑块会随着压电陶瓷的变形而移动，如图1中的第二张图所示。这个过程也称为粘滞期。当压电陶瓷变形时，施加快速下降的电压，使压电陶瓷快速恢复到初始状态。如图1第三张图所示，这一阶段也叫滑差阶段，因为惯性滑块保持静止，压电陶瓷回到初始状态，这也导致了滑块的净位移。重复以上两个阶段，使平台宏观移动。

2)步进压电电机

典型的步进压电电机至少由三个压电致动器组成，如图2所示，其中A和B致动器用于接触滑块，起到夹紧机构的作用。C致动器用于使滑块平移。

静止时，致动器A和B同时接触滑块。开始移动时，执行器B膨胀，A缩回，此时只有B接触滑块，如图2中的图片所示。同时，C的变形通过B与滑块的接触使滑块移动，如图2第二张图所示。然后致动器A膨胀，致动器B缩回。此时只有A接触滑块，如图2第三张图所示，然后压电陶瓷C回缩到初始位置，如图2第四张图所示。再次缩回a，展开b，重复上述状态，滑块会产生宏位移。

3)超声波压电马达

对于这种类型的压电马达，滑块的运动是由接触点的椭圆振荡产生的。如下图所示。

图3中的图片是超声波电机的主要结构，第二张图是压电电机的两种工作状态。左边的接触点沿切线方向移动，即移动方向，右边的接触点上下移动。给压电陶瓷施加一个电信号，这两种模式同时产生，相位差为正负90°，会在接触点产生如图3图片所示的椭圆振动。此外，接触点的轨迹也可以由驱动信号的幅度和频率来控制。