1-1前言
一般人所能夠感受到聲音的頻率約介於5H2-20KHz,超音波(Ultrasonic wave)即爲頻率超過20KHz以上的音波或機械振動,因此超音波馬達就是利用超音波的彈性振動頻率所構成的制動力。
超音波馬達的内部主要是以壓電陶瓷材料作爲激發源,其成份是由鉛(Pb)、结(Zr)及钛(Ti)的氧化物皓钛酸铅(Lead zirconate titanate,PZT)製成的。
將歷電材料上下方各黏接彈性體,如銅或不銹鋼,並施以交流電壓於壓電陶瓷材料作爲驅動源,以激振彈性體,稱此結構爲定子(Stator),將其用彈簧與轉子Rotor)接觸,將所産生摩擦力來驅使轉子轉動,由於壓電材料的驱動能量很大,並足以抗衡轉子與定子間的正向力,雖然伸縮振幅大小僅有數徵米(um)的程度,但因每秒之伸縮達數十萬次,所以相較於同型的電磁式馬達的驅動能量要大的許多。
超音波馬達的優點爲:
1,轉子慣性小、響應時間短、速度範圍大。
2,低轉速可產生高轉矩及高轉換效率。
3,不受磁場作用的影響。
4,構造簡單,體積大小可控制。
5,不須經過齒輸作減速機構,故較爲安静。
實際應用上,超音波馬達具有不同於傳統電磁式馬達的特性,因此在不適合應用傳統馬達的場合,例如:間歇性運動的裝置、空間或形狀受到限制的場所;另外包括一些高磁場的場合,如核磁共振裝置、斷層掃描儀器等。所以未來在自動化設備、視聽音響、照相機及光學儀器等皆可應用超音波馬達來取代。