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shinsei超聲波馬達工作原理分析

超聲波電機：USR系列的結構

超聲波電機：USR系列由四個主要部分組成：傳遞振動的定子，傳遞振動的轉子，向電機傳遞力的軸和用作軸承的軸承。

定子部分由產生振動的壓電陶瓷、放大振動的定子金屬以及與轉子接觸的滑動材料組成。

雖然它的結構非常簡單，但各個元件都經過嚴格計算，以確保穩定的旋轉性能，較大的保持力和高靜音度。

標準和非磁性電機都不使用產生電磁波的組件。
非磁性電機使用不受磁性影響的材料來制造定子金屬和軸承，從而在高磁場環境中實現穩定運行。

超聲波馬達：USR系列的工作原理

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  轉子，施加到定子上的力的圖像

• 大綱

  超聲波電機通過向壓電陶瓷施加電壓使壓電陶瓷變形，變形被定子金屬放大和傳播，導致定子金屬表面成波形變形。 該波的頂點作為行波移動，使與定子接觸的轉子通過摩擦力旋轉。

  超聲波電機的高保持力

  由于轉子和定子之間施加高壓，因此停止時最大的摩擦力是超聲波電機的保持力。

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  轉子旋轉原理圖像

• 超聲波馬達的旋轉原理

  通過對壓電陶瓷施加電壓，壓電陶瓷變形變形，變形被定子金屬放大和傳播，在定子金屬表面產生行波。
  在這里，定子金屬僅在表面上行波的每個頂點與轉子接觸，并且其每個頂點都橢圓運動。
  轉子在其橢圓運動的影響下旋轉。

  這種橢圓運動的軌跡與行波的方向相反，受其影響的轉子也與行波方向相反。
  換句話說，當行波在定子的圓周上順時針（CW）行進時，行波與轉子接觸的每個頂點產生逆時針（CCW）橢圓運動。
  然后，與波的頂點接觸的轉子沿與橢圓運動相同的方向逆時針旋轉（CCW）。

  通過控制該行波的速度和方向，可以在CW和CCW方向之間切換，從而實現超聲波馬達的高響應性。

USR30-S 系列

型號： USR30-S3， USR30-S4

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  USR30-S4

• USR30-S 系列是標準型號，在外殼中非常堅固，可以通過連接器安裝和拆卸。
  最大扭矩為0.1 [Nm]，最大速度為300 [rpm]。 我們提供USR30-S3（僅帶輸出軸的單軸類型）和USR30-S4（可連接到傳感器的雙軸類型）。

USR60-S 系列

型號： USR60-S3， USR60-S4

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  USR60-S3

• USR60-S 系列是標準型號，在外殼中非常堅固，可以通過連接器安裝和拆卸。
  最大扭矩為1.0 [Nm]，最大速度為150 [rpm]。 我們提供USR60-S3（僅帶輸出軸的單軸類型）和USR60-S4（可連接到傳感器的雙軸類型）。