壓電電機有哪些不同類型？

更新時間：2025-09-26

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壓電電機有哪些不同類型？

壓電電機以各種設計提供運動。雖然它們都利用相同的基本壓電原理，但有幾種不同的運動機制可以帶來特定的應用優勢。這些設計可以創建壓電直線電機或壓電旋轉電機。不同的設計包括：

尺蠖電機

這些電機使用由多個壓電元件協同工作產生的“行走"運動來抓取和移動軸或載物臺。之所以使用“尺蠖"這個名字，是因為電機在移動時看起來像尺蠖。電機由三組壓電元件組成：兩組“鎖定"和一組“動力"。動機組膨脹和收縮，而鎖定組交替保持和釋放。這些設計非常適合納米定位，并且用途廣泛，因為在無電源狀態下，它們可以鎖定或解鎖（通常鎖定或通常自由）。

Piezomotor type inchworm via Wikimedia Commons LaurensvanLieshout

步進或步行驅動電機

不要與電磁步進電機混淆，這些壓電版本的作方式與尺蠖電機類似，但使用雙晶執行器（彎曲的雙元件）來驅動運動。從下圖中，您可以看到彎曲運動升高和降低執行器臂。該運動推動或拉動滑塊機構。通常，與尺蠖設計相比，它們具有更少的移動部件，因此整體占地面積可能更緊湊。

Piezo motor type bimorph via Wikimedia Commons LaurensvanLieshout

滑粘（粘滑）電機

滑鐵電機利用壓電電機的緩慢伸展和快速收縮的循環，依靠靜態和動態摩擦的差異來產生運動。在緩慢伸展過程中，靜摩擦力與運動部件嚙合并緩慢移動，然后電機迅速縮回，執行器在軸承軌道上滑回收縮狀態。根據系統動力學的不同，電機的收縮會導致導軌向后運動，但它總是小于緩慢移動以伸展時產生的運動。但可能會出現運動損失、間隙甚至速度紋波。

Motion Plus Stick Slip Piezo Image

其他壓電電機類型

直驅壓電電機

這些電機通過超聲波振動產生連續運動，消除了機械齒輪或復雜的步進機構。超聲波壓電電機使用高頻振動（通常在超聲波范圍內）來產生運動。這些電機依靠諧振來放大與轉子接觸的定子的振動。

設計變體：

行波振動：連續波圍繞定子傳播，移動轉子。
駐波振動：振動模式通過振蕩引起運動。
混合換能器電機：使用圓周極和軸向極壓電元件結合軸向和扭轉振動，以獲得更高的扭矩和精度。
波浪線電機：振動壓電元件粘合到螺母上，螺母又旋轉絲杠。

單動步進電機

更簡單的壓電旋轉電機設計，其中單個壓電元件施加角度力以逐步旋轉軸。

好處：

高速低成本
非常適合精細分辨率不重要的場合

局限性：

比更復雜的設計更不精確
更大的最小步長

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