什么是超声波电机？超声波电机的应用是在哪些方面？ _生活知识

【什么是超声波电机？超声波电机的应用是在哪些方面？】听说过超声波电机吗？这是一种在高精尖领域应用的新型电动机，也在逐渐进入民用领域。中国科学家赵淳生院士，三次手术，带病奋斗，只为打造一个属于中国的超声电机产业。今天我就带着大家了解一下这种新型电机。这也是一个粉丝给我布置的任务，由于我本人工作太忙，创作频率比较低，所以答应网友讲得很多东西，还没有落实，请见谅。我是东城观星，一名普通的大学老师，你感兴趣的科技进展和科学知识，可以找我来讲。

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一、什么是超声波电机？
所谓超声波电机，并不是通过空气中超声波推动的电机，而是先把电能变成高频机械震动，然后通过高频震动和摩擦来带动做功的电动机。这里的高频震动，刚好在超声波的频率范围内，所以也叫超声波电机。因为这种震动产生的声音是超声波，人类的耳朵听不见，所以这类电动机属于静音电动机，可以应用到特别安静的场所。又由于不需要线圈和磁铁，也不需要气体膨胀来进行推动，这类电动机可以做到非常小，小到1毫米左右的尺寸都可以，能够应用到很多需要微型电动机的场合。
其实超声电机的实际工作原理还是很复杂的，需要精心设计才能真正把电能变成机械能，但是我们这里做一下简化理解，希望对大家有帮助。超声电机，利用震动波和摩擦力带动转子运动，从而可以对外做功。你可以近似理解成海浪推动小船的过程，只要利用好海浪，本身无法自由移动的小船就可以被推到岸边。海浪就是行动的水波，超声电机利用的也是行动的振动波。

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超声电机的核心部件是压电陶瓷，或者叫压电材料。这种材料接上电线以后，你压一下它，就可以产生电流，这就叫压电效应。反过来，如果给它施加一个电压，它也可以发生形变，这个叫做逆压电效应。超声电机利用的就是逆压电效应。
如果给压电材料提供一个交流电，这个压电材料就会随着电压的变化而震动，交流电频率越高，震动越快，为了达到超声频率的震动，需要提供2万赫兹到10万赫兹的交流电，而不是我们家庭使用的50赫兹的交流电。为了让压电材料有效震动，对交流电的电压也有一定的要求，一般得达到几百伏特到上千伏特。有了合适的电源和压电材料，还要在压电材料上面放上弹性的震动片作为定子，然后再在弹性片上布置摩擦系数高，又耐磨的材料，以便能通过摩擦力带动转子运动。所以，这样的电动机，设计和生产并不简单。
二、超声波电机的应用
超声电机最早是1948年提出来的，但直到1982年，日本科研人员才解决了实际应用问题，随后超声电机在日本产业界广泛应用。比如我们熟悉的佳能相机，就应用超声电机来控制调焦系统。超声电机容易做到小型化、工作响应快、噪音低，断电以后还可以自动锁死不会随意运动，成为一种独特的电动机应用到很多场合。美国最早把这种电机应用到了航天领域，并把携带超声电机的设备送到了火星上。

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中国虽然开展超声电机研究比较晚，但随着不断投入研究力量，跟发达国家的差距越来越小。中国有个科学家叫赵淳生，在了解到超声电机的优势以后，开始从事相关研究工作。赵院士带领自己的科研团队攻克了一个又一个难关，短短几年的时间就研发出了一系列成熟的超声电机，并把超声电机安装到了嫦娥三号上面，成为世界上第二个把超声电机应用到太空的国家。后来的嫦娥四号、嫦娥五号、祝融号火星车都用到了自己国家生产的超声电机。目前正在从航天领域向民用领域转型推广。

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