柱面驱动新型行波超声电机的研究

为增加定转子接触面积,使接触应力分布均匀,从而减少接触区磨损,提高电机的机械性能,利用壳体的非轴对称振动模式,成功地研制出一种柱面驱动新型行波超声电机.在设计的电机结构中,给出了压电陶瓷的极化、分布和驱动方式,运用有限元分析软件ANSYS 9.0对定子进行了模态和谐响应分析,并运用振动理论推导了定子齿上的椭圆运动轨迹方程.实验表明,该电机在驱动电压有效值为150 V、驱动频率为16.1 kHz时,堵转转矩为1.8 N.m,最大空载转速为64 r/min,说明电机的连续运转性能良好,能够保证定转子之间的良好接触,使电机平稳转动,从而提高了电机的机械输出性能.

一种新型行波超声波电动机的研究

介绍了一种新型行波驱动超声波电动机,它不同于以往超声波电动机定转子之间动态过程中为点接触的结构形式,采用了线接触的新型结构。运用振动理论推导了电机驱动原理,并用ANSYS软件建立了电机定子有限元模型,分析了电机定子各项参数对其动态特性的影响,通过实验得到了该电机的动态特性。

新型行波压电电动机的结构研究及理论分析

环型和圆盘型行波压电电动机小直径条件下,输出性能逐渐失去低速大力矩的特点。由于结构限制,其定转子的动态点接触导致电动机运转不平稳、磨损大和驱动力矩小等不足。针对这些不足提出一种新型行波柱面驱动压电电动机,将传统的点接触改进成现在的线接触,即环型或圆盘型定子改进成圆柱型定子。阐述了行波压电电动机的运行机理以及电动机驱动系统原理。通过对压电电动机定子结构的振动理论分析,证明此新型结构电动机符合一般压电电动机形成驱动及正常工作的基本条件。利用ANSYS有限元软件分析电动机定子的振动模态, 给出选取振动模态的理论依据。制作了直径为20 mm的柱面驱动压电电动机,并对其输出特性进行测试,得到测试结果为输出力矩／质量比是0．426。