基于超聲馬達(dá)的光學(xué)斬波器的研制.pdf

1、超聲馬達(dá)是利用壓電材料的逆壓電效應(yīng)使定子在超聲頻段內(nèi)產(chǎn)生振動，通過定、轉(zhuǎn)子之間的摩擦獲得運(yùn)動的裝置。具備低速大轉(zhuǎn)矩、響應(yīng)速度快、靜態(tài)保持力矩大、體積小重量輕、噪音低、無電磁干擾等優(yōu)點(diǎn)?；诖说墓鈱W(xué)斬波器比傳統(tǒng)的光學(xué)斬波器抗電磁干擾能力更強(qiáng)，能斷電自鎖，斬波頻率更精確。本文對一種應(yīng)用于光學(xué)斬波器的超聲馬達(dá)展開了研究，主要研究內(nèi)容如下：
　　首先，論文綜述了基于超聲馬達(dá)的光學(xué)斬波器的研究背景和意義，簡單介紹了超聲馬達(dá)的研究動態(tài)、分類以

2、及應(yīng)用前景。并對旋轉(zhuǎn)型行波超聲馬達(dá)的基本運(yùn)動機(jī)理做了詳細(xì)介紹。
　　其次，根據(jù)超聲馬達(dá)的運(yùn)動機(jī)理，設(shè)想了一種圓筒馬達(dá)結(jié)構(gòu)。建立超聲馬達(dá)定子的有限元模型。完成網(wǎng)格劃分后，加載不同的邊界條件分別完成了模型的模態(tài)分析、諧響應(yīng)分析和瞬態(tài)分析。通過模態(tài)分析，得到了馬達(dá)定子各階振動的振型以及對應(yīng)的諧振頻率；通過諧響應(yīng)分析，得到了質(zhì)點(diǎn)位移量跟頻率之間的關(guān)系；通過瞬態(tài)分析，觀察定子上任一節(jié)點(diǎn)在整個電流加載周期中每一時刻的位移量，可以發(fā)現(xiàn)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動

3、軌跡呈橢圓形。并通過對不同結(jié)構(gòu)參數(shù)的定子分析，總結(jié)其對定子固有頻率的影響，得出定子的最優(yōu)結(jié)構(gòu)參數(shù)。
　　最后，在理論分析的基礎(chǔ)上，開展了基于超聲馬達(dá)的光學(xué)斬波器的研制。
　　1.設(shè)計了旋轉(zhuǎn)型圓筒超聲馬達(dá)的基本結(jié)構(gòu)。主要部件包括作為定子的PZT管以及作為轉(zhuǎn)子的彈片、卡槽、轉(zhuǎn)軸等，完成了機(jī)械部件的加工并裝配出實(shí)驗(yàn)樣機(jī)。
　　2.完成了超聲馬達(dá)配套的驅(qū)動電路，包括頻率信號源、分頻模塊、移相模塊、功率放大模塊，該電路能通過調(diào)頻