ATA-4051高压功率放大器在非共振式压电直线电机性能测试中的应用

实验名称：ATA-4051高压功率放大器在非共振式压电直线电机性能测试中的应用

研究方向：压电驱动

实验内容：基于压电叠堆驱动的非共振式压电直线电机的性能测试，压电直线电机结构使用二级放大机构，对压电叠堆的输出位移进行放大，同时该结构采用交替驱动的方式以提高驱动器定子的驱动效率。使用方波信号作为激励信号，定子驱动足通过摩擦力驱动导轨运动，对该电机的输出性能进行测试，同时得到激励电机信号的最佳频率。

测试设备：信号发生器，ATA-4051高压功率放大器，磁栅尺位移传感器，压电叠堆等。

图：实验平台

实验过程：

图：电机结构图

电机定子使用螺栓固定在底座上，通过千分尺对导轨施加预紧力。非共振式压电直线电机需要两相信号驱动电机定子工作，利用信号发生器，ATA-4051高压功率放大器，磁栅尺位移传感器搭建实验平台，用来测试电机的输出性能。使用信号发生器生成方波信号，通过功率放大器放大后驱动定子工作。使用磁栅尺传感器测量导轨的运动位移，采用半物理仿真系统对数据进行采集。

测试结果：

对压电叠堆施加135V电压，通过改变频率以得到不同频率下的电机输出性能，实验结果表明，电机在施加70Hz频率下，输出性能达到最高，在70Hz频率之后，电机的输出性能开始逐渐降低，这是由于压电叠堆的迟滞现象以及定子自身产生的阻尼造成的。实验结果表明电机在70Hz频率下性能达到最优。其次，通过对电机施加70Hz频率，通过改变电压大小，得到不同电压下，电机的输出性能，实验结果表明，电机在60V电压之后具有良好的线性度，在135V电压下，电机速度达到最大，为5.53mm/s，先比较于其他非共振式压电直线电机，具有更大的输出速度。

放大器在该实验中发挥的效能：实现激励信号0-30倍的功率放大，驱动压电叠堆产生形变。

图：ATA-4051高压功率放大器指标参数

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审核编辑 黄宇