压电电机有哪些不同类型？

更新时间：2025-09-26

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压电电机有哪些不同类型？

压电电机以各种设计提供运动。虽然它们都利用相同的基本压电原理，但有几种不同的运动机制可以带来特定的应用优势。这些设计可以创建压电直线电机或压电旋转电机。不同的设计包括：

尺蠖电机

这些电机使用由多个压电元件协同工作产生的“行走"运动来抓取和移动轴或载物台。之所以使用“尺蠖"这个名字，是因为电机在移动时看起来像尺蠖。电机由三组压电元件组成：两组“锁定"和一组“动力"。动机组膨胀和收缩，而锁定组交替保持和释放。这些设计非常适合纳米定位，并且用途广泛，因为在无电源状态下，它们可以锁定或解锁（通常锁定或通常自由）。

Piezomotor type inchworm via Wikimedia Commons LaurensvanLieshout

步进或步行驱动电机

不要与电磁步进电机混淆，这些压电版本的作方式与尺蠖电机类似，但使用双晶执行器（弯曲的双元件）来驱动运动。从下图中，您可以看到弯曲运动升高和降低执行器臂。该运动推动或拉动滑块机构。通常，与尺蠖设计相比，它们具有更少的移动部件，因此整体占地面积可能更紧凑。

Piezo motor type bimorph via Wikimedia Commons LaurensvanLieshout

滑粘（粘滑）电机

滑铁电机利用压电电机的缓慢伸展和快速收缩的循环，依靠静态和动态摩擦的差异来产生运动。在缓慢伸展过程中，静摩擦力与运动部件啮合并缓慢移动，然后电机迅速缩回，执行器在轴承轨道上滑回收缩状态。根据系统动力学的不同，电机的收缩会导致导轨向后运动，但它总是小于缓慢移动以伸展时产生的运动。但可能会出现运动损失、间隙甚至速度纹波。

Motion Plus Stick Slip Piezo Image

其他压电电机类型

直驱压电电机

这些电机通过超声波振动产生连续运动，消除了机械齿轮或复杂的步进机构。超声波压电电机使用高频振动（通常在超声波范围内）来产生运动。这些电机依靠谐振来放大与转子接触的定子的振动。

设计变体：

行波振动：连续波围绕定子传播，移动转子。
驻波振动：振动模式通过振荡引起运动。
混合换能器电机：使用圆周极和轴向极压电元件结合轴向和扭转振动，以获得更高的扭矩和精度。
波浪线电机：振动压电元件粘合到螺母上，螺母又旋转丝杠。

单动步进电机

更简单的压电旋转电机设计，其中单个压电元件施加角度力以逐步旋转轴。

好处：

高速低成本
非常适合精细分辨率不重要的场合

局限性：

比更复杂的设计更不精确
更大的最小步长