高压功率放大器在复合超声电机双向驱动中的关键角色

科创闲谈 2025-11-09 趣味人生 71717

实验名称：功率放大器在复合超声电机的正反向运动实验中的应用

测试设备：函数信号发生器，ATA-4051功率放大器，激光位移传感器，激光转速计。

实验内容：用单路特殊激励信号（由频率比为1：2两个正弦波形叠加而成）驱动弯弯复合超声电机，测试其驱动足的运动轨迹和样机基本输出特性。

实验过程：

01--测试驱动足轨迹；

用函数信号放大器产生信号，经过功放（ATA-4051）放大后施加到超声电机上，打开传感器采集功能，完成振动轨迹采集。改变激励信号中两种信号的相位差，从0~360度范围内，每15度测试一次，共测24次。

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实验装置图

02--测试输出特性。

驱动足处放置一个小滑轮，侧面贴放光纸，拨动滑轮每转一周，观察转速计计数是否正常。之后用信号发生器和功放产生激励信号并施加到超声电机上，测试电机在不同波形（两种频率成分正弦的相位差）下的输出速度。

实验结果：

1、驱动足处在波形相位差为165度和-15度时都可以获得8字型轨迹，轨迹的运动方向相反；

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运动轨迹测试结果

2、所提出的基于8字型轨迹的超声电机的正反向输出特性差异小于4%，推动直径为22mm转子运动时最大输出速度为1373rpm；

机械输出特性测试结果

3、所提出的基于8字型轨迹的超声电机只需单向激励信号就能实现双向输出运动，压电元件无闲置，摩擦耦合效率高，在航空航天等高可靠性应用领域具有潜在应用价值。

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ATA-4051C功率放大器指标参数

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审核编辑 黄宇

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