蔡卫刚

（西安航空职业技术学院 电子工程系，陕西 西安 710089）

超声电机（Ultrasonic Motor，USM）技术是振动学、波动学、摩擦学、动态设计、电力电子、自动控制、新材料和新工艺等学科结合的新技术。超声电机不像传统的电机那样利用电磁的交叉力来获得其运动和力矩，而超声电机则是利用压电陶瓷的逆压电效应和超声振动来获得其运动和力矩的，将材料的微观变形通过机械共振放大和摩擦耦合转换成转子的宏观运动。在这种新型电机中，压电陶瓷材料盘代替了许许多多的铜线圈。

超声电动机将电致伸缩，超声振动，波动原理这些毫不相干的概念与电机联系在一起，创造出一种完全新型的电动机。在超声电机中无滑动时，转子的速度由振动速度决定，因此电机的转速一般很低，每分钟只有十几转到几百转，但是，超声电机不用线圈 ，也没有磁铁，结构相体积小，重量轻；与普通电机相比，在输出转矩相同的情况下，可以做得更小，更轻，更薄。 超声电动机靠摩擦力驱动，质量较轻，惯性小，响应速度快，起动和停止时间为毫秒量级。

因此它可以实现高精度的速度控制和位置控制。尽管有这么多鲜明的优点，但从它所应用的角度来看，超声电机仍然是一种执行器，它还远没有达到在开环状态下就能执行精确的速度和位置命令的程度。从控制的难易程度来看，超声电机比电磁电机的控制更难，这是由超声电机的控制变量与转速以及负荷之间的关系所决定的[1-3]。……