蘇州超聲波向您介紹最新超聲波起動(dòng)機(jī)的原理

       行波型超聲波電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行機(jī)理壓電效應(yīng)由物理理論知，在電場(chǎng)的作用下，可以引起電介質(zhì)中帶電粒子的相對(duì)位移而發(fā)生極化（Polar-ize），而在某些電介質(zhì)晶體中，也可以通過純粹的機(jī)械作用而發(fā)生極化，并導(dǎo)致介電兩端出現(xiàn)符號(hào)相反的束縛電荷，其電荷密度與外力成正比，這種由于機(jī)械力的作用而激起晶體表面荷電的效應(yīng)，稱為正電效應(yīng)，亦稱之為正壓電效應(yīng)。晶體的上述性質(zhì)就叫壓電性。反之，在電場(chǎng)的作用下引起電介質(zhì)中帶電粒子的相對(duì)位移而發(fā)生極化，并引起電介質(zhì)晶體兩端面發(fā)生形變，稱之為逆壓電效應(yīng)。電介質(zhì)晶體的這一性質(zhì)叫做逆壓電性。
　　晶體的壓電效應(yīng)可以用的示意圖來加以解釋。
　�。╝）表示出壓電晶體的質(zhì)點(diǎn)在某方向上的投影。此時(shí)，晶體不受外力作用，正電荷的重心與負(fù)電荷的重心重合，整個(gè)晶體的總電距等于零（這是簡(jiǎn)化了的假定，實(shí)際上是會(huì)有偶極距存在的），因而晶體表面不帶電。
　�。╞）表示當(dāng)沿某一方向?qū)�晶體施加機(jī)械壓力時(shí)，晶體就會(huì)由于發(fā)生壓縮變形而導(dǎo)致了正負(fù)電荷重心不重合，也就是電距發(fā)生了變化，從而引起晶體表面如（b）所示的荷電現(xiàn)象。
　�。╟）表示當(dāng)沿某一方向?qū)�晶體施加機(jī)械拉力時(shí)，晶體就會(huì)由于發(fā)生拉伸變形而導(dǎo)致了正負(fù)電荷重心不重合，電距同樣發(fā)生了相應(yīng)的變化，引起晶體表面如（c）所示的荷電現(xiàn)象。
　　通常，為了壓電陶瓷片上得到與外加電場(chǎng)相同頻率的壓電應(yīng)變，先用強(qiáng)電場(chǎng)（約30005000V/mm，持續(xù)約1020min）來使其極化，也就是使其電疇基本上轉(zhuǎn)到與極化電場(chǎng)一致的方向上（此過程與永久磁鐵的剩磁相仿），電疇也基本保持不變而具有很強(qiáng)的剩余極化<5>.極化之后，再施加較小的交變電場(chǎng)，外加電場(chǎng)方向與剩余極化方向一致時(shí)，壓電陶瓷長(zhǎng)度變長(zhǎng)；反向時(shí)，壓電陶瓷長(zhǎng)度縮短。這樣，在壓電陶瓷長(zhǎng)度方向上可獲得與外加電場(chǎng)頻率一致的形變。
　　在行波型超聲波電動(dòng)機(jī)中最為關(guān)鍵的零部件應(yīng)是壓電陶瓷片了，它相當(dāng)于該電機(jī)的心臟。電機(jī)的功率、轉(zhuǎn)矩及效率等主要的性能指標(biāo)與之有著至關(guān)重要的關(guān)系。壓電陶瓷片的結(jié)構(gòu)如所示。
　　壓電陶瓷片上共做了兩組駐波產(chǎn)生源，即圖中所示的A極化區(qū)和B極化區(qū)。每個(gè)極化區(qū)分割成若干塊區(qū)域，相鄰兩壓電分區(qū)的極化方向相反，分別極化成/+0和/-0.若在該壓電分區(qū)上施加激勵(lì)電壓，則該壓電分區(qū)的/+0區(qū)域擴(kuò)張，/-0區(qū)域收縮并形成一個(gè)完整波長(zhǎng)的彈性波。
　　運(yùn)行機(jī)理分析由壓電陶瓷片的結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生兩組駐波振動(dòng)的情況用縱向剖視展開圖表示如。壓電陶瓷片產(chǎn)生駐波示意圖對(duì)應(yīng)于（a）的A、B極化區(qū)實(shí)質(zhì)上就是這里的A、B駐波區(qū)，每一駐波區(qū)均產(chǎn)生一組振動(dòng)駐波群。A極化區(qū)的駐波振動(dòng)波群產(chǎn)生的駐波波形用實(shí)線表示；B極化區(qū)的駐波振動(dòng)波群產(chǎn)生的駐波波形用虛線表示。A極化區(qū)的駐波振動(dòng)群施加u1=UmsinXt的交變電壓，B極化區(qū)的駐波振動(dòng)群施加u2=UmcosXt的交變電壓，而且兩駐波振動(dòng)群在空間上其相互間隔為K/4，時(shí)間上相差P/2.