纵扭复合型超声波电机压电振子的设计

通过简单推导得出纵、扭振动压电晶片两端的振动方程并在此基础上画出了对应的等效电路图。在压电振子设计过程中,由于纵振子是由整片压电晶片加工而成,设计较为容易,因而压电振子的设计主要是对扭转振子进行设计。扭转振子的设计是以电机力能指标为出发点,通过分析电机的转矩特性得到一系列公式,利用这些公式即可得到扭转振子各部分尺寸。由于电机采用对称结构,在得到扭转振子各部分尺寸后,纵振子的尺寸也就确定了。最后还对     

纵扭复合型超声波电机的瞬态特性研究

超声波电机与传统电磁型电机不同。它是一种靠摩擦驱动的新原理电机。具有低速和快速响应的特性,其瞬态特性用传统方法难以测试,为此该文设计了纵扭复合型超声波电机的瞬态特性测试系统,文中介绍了系统的设计思路、总体结构和实现过程。对纵扭复合型超声波电机瞬态特性进行了初步的测试和分析研究。实验结果表明该电机的响应快。空载起动时间在6ms左右。关断时间在2ms左右。同时验证了这一测试系统的有效性。     

纵扭复合型超声马达共振频率的研究

对夹心式纵扭复合型超声马达的共振频率进行了研究.研究分析表明,负载因子同超声马达的共振频率有密切的关系,负载因子越大,超声马达工作时的共振频率下降的越多.因此,超声马达工程设计中应尽量选用声阻抗大的材料作为超声马达定子以确保其共振频率最小程度的受负载的影响.纵扭复合型超声马达共振频率的理论值与测试值基本符合.     

基于ANSYS的纵扭超声电机定子的优化设计方法

纵、扭模态的频率一致性是纵扭型超声电机设计中最基本的要求,设计中需对定子的设计方案进行多次的修改和计算。用"试凑"法时整个设计工作繁琐、低效且结果不理想。为此,该文给出了一种利用ANSYS分析软件对电机进行优化设计的方法。整个优化过程是在APDL语言编写的优化程序控制下自动进行。结果表明,该优化设计方法能很好地使电机的定子结构满足纵、扭频率之差小于100 Hz的要求,且计算效率提高。     

单相驱动旋转型驻波超声电机的运动机理

尽管单相驱动的旋转型驻波超声电机的原型样机早已研制成功,但对这类电机的运动机理的研究却一直局限在定性研究上。对于单相驱动的旋转型驻波超声电机来说,定子上的齿是运动传递的关键部分。因此对齿的运动特性的研究对进一步研究定、转子的摩擦接触过程有很重要的意义。以单相驱动的旋转型驻波超声电机为研究对象,通过假设定子的振动模态法对单相驱动的旋转型驻波超声电机的定子上的齿的运动特性进行了理论推导,并作了计算机仿真研究,得出了齿的运动轨迹以及速度曲线。     

超声电机环形定子驻波的扭曲和旋转

超声电机环形定子上的驻波变形和振型旋转的现象在实验中被观察到,行波和类行波出现在单相激励情况下。该文讨论了单相激励行波和类行波的成因,当环形定子具有一个非轴对称结构时,同形退化模态不再存在,代之以两个近频模态,由于结构阻尼对这两个模态贡献不同,使得响应出现相位差,行波出现。类行波实质上不是行波而是驻波的扭曲,只是看起来像行波。     

新型面内纵-弯复合型直线超声电机研究

为了找到一种推重比大、更利于微型化的定子结构,设计并研制了一种面内纵-弯复合型直线超声电机。探讨了该型电机的工作原理及定子驱动足椭圆轨迹形成条件,并利用有限元分析软件对定子结构进行优化设计。制作了样机,且验证了电机设计的可行性和合理性,并开展了定子驱动足振动性能和电机输出性能的实验研究。结果表明,在激励电压峰-峰值200 V、预压力20 N、激励频率45.7 kHz、相位差90°条件下,电机左、右运行的空载速度分别为0.25 m/s和0.22 m/s,最大推力为3.4 N,推重比达47(定子质量为7.36 g)。与面内纵-弯直线超声电机原型样机相比,开槽定子的驱动足振幅增大,电机输出速度和推力显著提高(空载速度提升了51.5%,最大推力提高了36%),有利于直线超声电机的微小型化。     

电控双折射液晶显示的动力学模拟计算

对ＨＡＮ－ＥＣＢ显示和平行型ＥＣＢ显示进行了动力学模拟计算。结果表明ＨＡＮ－ＥＣＢ在电压作用下具有比平行型ＥＣＢ更快的响应速度，而在回落过程中具有与平行型ＥＣＢ大体相同的响应速度。     

扭纵复合驻波超声马达驱动相位的实验研究

采用两路相位差可调的电源,对扭纵复合驻波超声马达表面质点扭振、纵振相位进行调整,发现当定子表面扭振、纵振的相位差为π／２时,马达不转动;当相位差为０或π时,该马达输出驱动力矩大,运行性能良好。另外,我们观测了两种摩擦材料的马达转动力矩与相位差的关系。还通过金相显微镜拍摄了定子表面粒子的运动轨迹     

驻波型自校正超声电机的研究

介绍了自校正超声电机的转动机理，用有限元法分析了该电机定子的振动模态，得到了适合电机运转的工作模态—— Ｂ１２模态，并且设计和制造了驻波型自校正超声电机。该电机定子直径为４０ ｍ ｍ ，高为 １．５ ｍ ｍ ，电机工作频率为 ３０ ｋ Ｈｚ～３３ ｋ Ｈｚ，能够实现正、反转并具有自校正的能力，设计计算与所做的实验结果基本吻合。     

扭纵超声马达振动系统共振频率简并的研究

扭纵复合朗之万振动系统广泛地应用于超声马达和超声焊接。但在同一振动系统中，由于纵波波速比扭转波速快得多，因此纵振共振频率远高于扭振共振频率。为了使两种共振频率简并，本文作者研究了扭纵驻波超声马达振动系统中共振频率简并的一种方法，即通过细颈将一匹配质量联结到朗之万式扭纵振动换能器的端部，分别用一维网络传输矩阵法和有限元法进行了计算，并且进行了实验测量。用此方法研制的３个扭纵驻波超声马达样机，取得了满     

一种旋转方向可控的驻波超声马达

利用移动定子中驻波振动模式空间位置的方法，该文提出一种旋转方向可控的驻波超声马达设计方案。对样机的试验表明，方案是可行的，正反方向旋转时力矩和转速等性能基本一致。     

一种新型驻波直线超声电机的研究

所叙述的一种新型驻波直线超声电机,它利用单相信号激发出动子的一阶弯曲模态,完全不同于一般直线型超声电机利用纵－弯或弯－弯复合模态。文中详细研究了适用于自振荡电路来驱动的该电机的原理、齿的运动轨迹,用有限元分析了该电机动子的工作模态,并在实验上验证了上述理论的正确性。     

复合型超声马达的数值研究

利用等效电路，对复合型超声马达进行了数值分析．为该型马达的性能分析和设计提供了理论依据．     

换能器式直线超声马达

提出了一种仿行波双向超声波直线马达。该马达具有结构和驱动简单,可方便地实现正反向中运动等优点。在分析了该马达基本原理的基础上,研制了试验样机。样机的性能参数为：激励频率21．46kHz,预紧力3．2N时对应的最大移动速度为400mms/,预紧力1．6N时对应最大推力为2．1N.     

微小型驻波超声电机定子振动特性的仿真分析

针对直径10 mm的两种驻波型超声电机定子的振动特性进行有限元仿真分析。利用ANSYS有限元软件建立定子的有限元模型,进行了振动模态及谐响应的仿真分析,获得定子的主要振动模态、模态频率及振幅。探讨了2种压电陶瓷及定子长度对其谐振频率和振幅的影响。研究结果表明,驻波型超声电机定子上斜槽或斜齿结构可实现模态转换,是实现电机驱动的关键。在分析的两种驻波型超声电机的8个定子中,采用PZT4压电陶瓷材料、长度16 mm的斜槽式超声电机定子的振幅值最大。