文档介绍：控制电机与特种电机课后答案第11章
思考题与****题
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,各有什么特点。
答案
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超声波电机与传统的电磁式电机不同，没有磁极和绕组，不依靠电磁介质来传递能量，而是利用压电材料(压电陶瓷)的逆压电效应把电能转换为弹性体的超声振动，并通过摩擦传动的方式转换成运动体的回转或直线运动，这种新型电机一般工作于20KHZ以上的频率，这个频率已超出人耳所能采集到的声波范围，因此称为超声波电机。超声波电机与传统的利用电磁效应工作的电机相比,具有体积小、重量轻、速度慢、转矩大、响应速度快、控制精度高、运行无噪声、静态(断电时)有保持力矩、不受磁场干扰、也不对周围环境产生磁干扰等优点。
超声波电机不同于电磁式电机，它具有以下特点:
(1)低速大转矩。超声波电机振动体的振动速度和摩擦传动机制决定了它是一种低速电机，但它在实际运行时的转矩密度一般是电磁电机的10倍以上，如表1所示。因此，超声波电机可直接带动执行机构，这是其它各类驱动控制装置所无法达到的。
(2)无电磁噪声、电磁兼容性(EMC)好。超声波电机依靠摩擦驱动，无磁极和绕组，工作时无电磁场产生，也不受外界电磁场及其他辐射源的影响，非常适用在光学系统或超精密仪器上。
(3)动态响应快、控制特能好。超声波电机具有直流伺服电机类似的机械特性(硬度大)，但超声波电机的起动响应时间在毫秒级范围内，能够以高达1kHz的频率进行定位调整，而且制动响应更快。
(4)断电自锁。超声波电机断电时由于定、转子间静摩擦力的作用，使电机具有较大的静态保持力矩，实现自锁，省去制动闸保持力矩，简化定位控制。
(5)运行无噪声。由于超声波电机的振动体的机械振动是人耳听不到的超声振动，低速时产生大转矩，无齿轮减速机构，运行非常安静。
(6)微位移特性。超声波电机振动体的表面振幅一般为微米、亚微米，甚至纳米数量级。在直接反馈系统中，位置分辨率高，较容易实现微米、亚微米级、纳米级的微位移步进定位精度。
表 超声波电机与电磁电机的性能对比
(7)结构简单、设计形式灵活、自由度大，易实现小型化和多样化。由于驱动机理的不同，超声波电机形成了多种多样的结构形式，可方便的设计成旋转、直线或多自由度超声波电机。
(8)易实现工业自动化流水线生产。超声波电机的结构简单，只需要金属材料的定、转子，激励振动的压电陶瓷，有些场合需使用热塑性摩擦材料和不同的胶粘剂，没有电磁电机线圈绕组那样需要人工下线，比传统电机更易实现工业自动化流水线生产，优化电机生产的产业结构、提高成品率、降低电机生产企业的人力资源费用，超声波电机驱动控制装置在目前的电工电子技术条件和集成化芯片的生产工艺条件下更易实现工业自动化流水线生产，不仅避免了目前电机生产企业只生产电机本体的产品单一性，而且降低企业的整个生产成本，提高了企业的利润。
(9)耐低温/真空，适合太空环境。超声波电机及其驱动控制装置的耐低温、真空的特性，可将其作为宇航机械系统和控制系统的驱动装置。
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超声波电机一般都是通过放大由逆压电效应引起的压电陶瓷微观振动