圓柱桿式雙轉(zhuǎn)子行波超聲波電動(dòng)機(jī)的研究.pdf

1、超聲電機(jī)是上世紀(jì)八十年代發(fā)展起來的、基于逆壓電效應(yīng)的一種新型微特電機(jī)，其能量轉(zhuǎn)換有兩個(gè)過程，一是通過逆壓電效應(yīng)將電能通過機(jī)電耦合作用轉(zhuǎn)化為振動(dòng)形式能量，一是將振動(dòng)能轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)子動(dòng)能。超聲電機(jī)的出現(xiàn)彌補(bǔ)了傳統(tǒng)電機(jī)在微領(lǐng)域及強(qiáng)電磁干擾環(huán)境下的不足，具有微體積大轉(zhuǎn)矩，不受電磁干擾，響應(yīng)快，結(jié)構(gòu)緊湊，斷電自鎖等優(yōu)點(diǎn)，在微領(lǐng)域、航空航天及汽車領(lǐng)域具有廣闊前景。
　　在參考大量國(guó)內(nèi)外研究文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，本課題以實(shí)現(xiàn)基于兩相彎振模態(tài)的圓柱桿式雙轉(zhuǎn)子

2、行波型超聲波電動(dòng)機(jī)為研究對(duì)象，進(jìn)行了該類超聲驅(qū)動(dòng)機(jī)理、有限元建模及優(yōu)化、機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和驅(qū)動(dòng)電源設(shè)計(jì)等方面的研究。本文所取得的主要研究?jī)?nèi)容概述如下:
　　(1)本文較為系統(tǒng)的對(duì)超聲波電機(jī)的發(fā)展歷程及當(dāng)前國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀與應(yīng)用情況進(jìn)行總結(jié)，并對(duì)超聲電機(jī)的工作特點(diǎn)，優(yōu)勢(shì)及分類方法時(shí)行介紹。針對(duì)課題研究的桿式超聲電機(jī)的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了詳細(xì)的論述，提出其存在的問題與不足，并闡明課題研究的目的與意義。
　　(2)介紹壓電陶瓷、梁彎曲固有振

3、動(dòng)等關(guān)于超聲電機(jī)設(shè)計(jì)的基本理論知識(shí)，對(duì)超聲電機(jī)運(yùn)動(dòng)機(jī)理進(jìn)行深入研究，討論了定子端面行波與質(zhì)點(diǎn)橢圓運(yùn)動(dòng)形成的條件。結(jié)合電機(jī)運(yùn)動(dòng)機(jī)理研究了超聲電機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)機(jī)理，并提出雙轉(zhuǎn)子電機(jī)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)的條件。
　　(3)通過有限元理論建立電機(jī)定子結(jié)構(gòu)有限元理論模型，得出壓電陶瓷壓電系數(shù)對(duì)電機(jī)固有頻率產(chǎn)生影響的重要結(jié)論，并通過ANSYS分析得到驗(yàn)證。通過ANSYS軟件對(duì)壓電陶瓷安裝位置，定子結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)定子工作性能的影響進(jìn)行分析，并結(jié)合此結(jié)論研制了課題樣