一種圓柱桿式超聲電機及驅動系統(tǒng)的研究.pdf

1、超聲波電機是上世紀八十年代發(fā)展起來的一種新型驅動設備，不同于傳統(tǒng)的電磁電機，它是利用壓電陶瓷的逆壓電效應激勵超聲振動，借助彈性體諧振放大，通過摩擦將電能轉化為機械能。這種電機具有響應快、低轉速、結構簡單、不受電磁干擾、斷電自鎖等優(yōu)點，在微型機械，機器人，精密儀器，等方面有著廣泛的應用前景。
　　超聲波電機的形式多種多樣，小型化和大力矩是其發(fā)展的兩個重要方向。其中圓柱桿式雙轉子行波超聲波電動機以其輸出力矩大從而具有良好的發(fā)展前景。在

2、參考大量國內外研究文獻的基礎上本文以圓柱桿式雙轉子行波超聲波電動機為研究對象，對其驅動機理、設計理論、以及驅動電路頻率等進行較為系統(tǒng)的研究。
　　本文開展的研究工作和取得的成果如下:
　　1、首先回顧了國內外超聲波電機的發(fā)展歷程，簡單介紹了超聲波電機的分類、特點，重點介紹了圓柱桿式行波超聲電機的特點、發(fā)展簡史以及國內外的研究狀況及應用。
　　2、介紹了圓柱超聲波電機相關的基礎理論，包括壓電陶瓷的振動理論以及梁的彎曲振動

3、理論，建立了圓柱超聲波電機的簡單數(shù)學模型;因為橢圓運動軌跡的合成是超聲波電機轉動的本質所在，所以著重分析與討論了超聲波電機橢圓運動的形成。
　　3、通過有限元理論建立電機定子結構有限元理論模型，得出壓電陶瓷壓電系數(shù)對電機固有頻率產生影響的重要結論。并通過ANSYS分析得到試驗樣機的工作頻率。
　　4、提出了超聲電機諧振頻率分離式電學匹配方法。以開關電源驅動的超聲電機為了避免激發(fā)出電機的非工作模態(tài)振動，需要串聯(lián)電感濾除高次諧波