功率放大器在超声电机正反向运动中的应用论文（功率放大器在超声电机正反向运动中的应用实例）

实验名称：功率放大器在单信号激励弯曲复合超声电机正反转实验中的应用

研究方向：超声波电机

测试目的：验证基于8字振动轨迹的超声波电机工作原理的可行性

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：采用单一特殊激励信号（由频率比为1:2的两个正弦波形组成）驱动弯曲复合超声电机，测试其驱动脚的运动轨迹以及样机的基本输出特性。

实验过程：

(1)测试驱动脚轨迹。用两个激光位移传感器分别对准驱动脚的上表面和右表面，用函数信号放大器产生信号，用功率放大器（ATA4051）放大后施加到超声波电机上。开启传感器采集功能，完成振动轨迹采集。将激励信号中两个信号之间的相位差从0度改变到360度，每隔15度测试一次，共24次。

实验装置

(2)测试输出特性。在驱动脚处放置一个小滑轮，侧面贴上夜光纸。将皮带轮转动一圈，观察转速表计数是否正常。然后利用信号发生器和功率放大器产生激励信号并将其施加到超声波电机上，测试电机在不同波形（两个频率分量正弦波的相位差）下的输出速度。

测试结果：

1、驱动脚在波形相位差为165度和-15度时可获得8字形轨迹，且轨迹运动方向相反；

2、所提出的基于8字轨迹的超声波电机，正向和反向输出特性相差小于4%，推动22mm直径转子时的最大输出转速为1373rpm；

3.所提出的基于8字形轨迹的超声波电机只需单向激励信号即可实现双向输出运动。压电元件不闲置，摩擦耦合效率高。在航空航天等高可靠性应用中具有潜在的应用价值。

轨道运动测试结果

机械输出特性测试结果