压电马达是一种利用压电体的压电逆效应进行机电能量转换的电动机。它的工作原理不同于传统的基于电磁感应的电动机，但在基本功能和分类方面与之相似。压电马达通常包括交流压电马达和直流压电马达两类，能够提供旋转和直线运动。它们的特点在于功率密度高，输出多为低速大推力，适用于直接驱动负载。此外，压电马达因其内部不存在磁场，不会产生明显的电磁干扰和噪音。
结构和工作原理
压电马达的结构多样，但大多数都基于压电体在电压作用下的振动来驱动运动件。一种典型的结构是通过压电体的振动带动爪杆，从而使得棘轮旋转。另一种结构则是利用压电体的轴向伸缩运动，通过电磁线圈的作用使其在滑槽内移动，实现直线运动。由于压电体的能量转换效率有限，以及振动幅度较小，压电马达通常用于特殊需求的场合，如微小变位的蠕动。
超声波压电马达
简介
1981年，日本科学家指田年生成功研制出超声波压电电动机，这一发明极大地提高了压电电动机的转换效率和变位能力，推动了压电电动机的实际应用。例如，直径50毫米的超声波电动机，输入电压100伏，频率40千赫，输出功率可达4瓦。
分类
超声波电动机可分为驻波式和行波式两种。驻波式的压电体具有交替排列的极化区，施加直流电压时会产生伸缩交替的变形。行波式的压电体由两条交错粘合的压电体组成，施加特定的交流电压时，会形成行波振动。
原理
超声波电动机的旋转运动可以通过将压电体制成圆板或圆环来实现。当弹性体接收到压电体的行波振动时，通过转子上的摩擦件，利用摩擦力使转子旋转。超声波电动机通常需要专门的高频电源供电，电源应具备自动频率调节和相位控制等功能。
特点及应用
超声波电动机相对于传统电磁式电动机具有诸多优势，包括结构简单、单位体积转矩大、低速性能优异、制动转矩大、响应速度快、控制精度高等。这些特点使其广泛应用于精密驱动机构、伺服系统等多个领域。
压电谐波马达
工作原理
压电谐波马达是基于谐波传动原理和压电逆效应原理设计的。它由一组压电驱动器连接弹性铰链位移放大机构，通过控制器控制各组压电驱动器的变形，从而使柔轮产生周期性变形，进而实现旋转运动。
特点
压电谐波马达集成了压电陶瓷驱动器和谐波传动装置，具有转速低、质量小、响应快、运动精度高、控制性能好、效率高、运动平稳等特点。这些优点使其在多个领域的应用前景广阔。
工业发展对电机的要求
低速
传统电机的转速通常较高，这在许多工业设备中并不适用。为了满足不同的工业需求，低速电机的研发变得至关重要。
微小型化
随着微机械研究的发展，微电机的微小型化已成为重要课题。现有的微电机结构正在不断优化，同时也出现了新的微电机类型，如压电微电机。
高精度
在产业机械中，马达的机械性能及其定位功能直接影响机械运动的精确度。因此，高性能的马达定位技术对于工业控制器来说至关重要。
参考资料
压电马达是什么 压电马达的驱动设计解析.电子发烧友.2024-10-30
压电马达工作原理及分类.无人机网.2024-10-30