超声电机的试验研究

叙述了实验研究对超声电机技术发展的重要性。简明地介绍了自南京航天航天大学超声电机研究中心创建以来，超声电机实验仪器设备的建设情况和超声试验研究的进展。重点地叙述了超声电机零、部件模态试验、瞬态试验和机械特性试验等的试验目的、方法、仪器设备及一些经验体会，并列举了若干典型试验结果。最后指出：为了进一步提高超声电机产品质量，扩大超声电机的应用市场，还需继续改进老的试验系统，建立更新更多的试验仪器和设备。     

基于超声电机的微机械臂系统

针对传统电机驱动机械臂体积大、重量重、定位精度低的缺点,研制了基于超声电机的以DSP控制的微型机械臂系统。该系统主要由机械结构和控制系统组成。机械结构由支架、机械臂和系统升降台等组成,控制系统由上位计算机、超声电机及控制器组成。本系统的实验结果表明：采用PI控制器对超声电机的控制,在微米尺度下可以达到较高的精度要求。     

高温环境下超声电机的机械性能测试

研制了一种在高温环境下测试超声电机机械性能的装置,该装置包含了温度环境试验箱、转速转矩测量仪以及连接轴,提出了在高温环境下测试超声电机机械性能的方法.通过该装置和试验方法,对超声电机进行了高温环境试验,其环境温度为50～150℃.试验结果表明:随着环境温度升高,超声电机的转速下降;当环境温度<70℃时,超声电机最大力矩随着温度的上升而增加;当环境温度>80℃时,最大转矩随着温度的上升而下降;当环境温度到150℃时,超声电机不工作,超声电机在高温环境下需要降低其性能使用.该试验装置和试验方法同样适用于低温环境.     

纵弯模态超声电机理论与实验研究

超声电机(Ultrasonic motor,USM)是一种利用压电材料的逆压电效应将电能转化为机械能的新型驱动器。与传统电磁电机相比,超声电机具有低速大转矩、功率密度高、定位精度高、响应速度快、断电自锁、可不使用轴承和润滑、无电磁干扰和不受电磁干扰等优点,在航天和深空探测、光纤通信、科学仪器、高精度机床、半导体制造业、微机电系统、精密定位控制和民用领域都具备广泛的应用前景。为了拓宽超声电机的应用领域,增大超声电机的力矩(推力)和效率已经成为当前研究的热点之一。大力矩超声电机是实     

基于虚拟仪器的直线超声电机机械特性测试

针对直线超声电机机械特性测试问题,建立了基于虚拟仪器的直线超声电机机械特性测试系统。设计了力与速度测试系统,为测试的直线电机提供加载,配置的压力传感器与直线型光电编码器分别用于电机输出力与速度的测量,利用虚拟仪器技术搭建了测试硬件平台。利用虚拟仪器编程语言LabVIEW对各个模块进行软件设计,以实现各自的功能。利用该系统对杆式直线超声电机和双变幅杆V形直线超声电机的机械特性进行了测试,测试结果证实该测试系统的可行性,为直线超声电机机械特性测试提供了所必需的条件。     

直线超声电机特性测试系统的设计及试验

针对现有直线超声电机特性测试系统存在的测试精度低、功能单一和自动化程度低的问题,笔者设计了一种直线超声电机特性测试系统,主要由电机驱动模块、数据采集模块和测试控制及数据处理模块3部分组成。电机驱动模块以STM32F429微控制器为核心,可方便实现对驱动信号的电压、相位以及频率等参数调节;数据采集模块主要由位移传感器、拉压力传感器和高速数据采集卡组成;测试控制数据处理模块主要由PC机实现。利用该系统对一种蝶形直线超声电机的机械特性和瞬态特性进行了测试,结果表明:该系统可很好地实现对直线超声电机的特性测试,而且操作简便,易于扩展。     

旋转型超声电机伺服特性探讨

旋转型超声电机机械特性不能全面反映它的运行特性。为了更好地将旋转型超声电机应用于伺服系统,有必要对旋转型超声电机的运行特性进行全面的研究。为此,笔者搭建了一个测量旋转型超声电机运行特性试验系统,以江苏丰科超声电机科技有限公司早期生产的TRUM-60型超声电机为试件,在固定输出频率和固定输出电压两种情况下,得到TRUM-60型超声电机的机械特性曲线族和调节特性曲线族。实验结果表明,该型超声电机的机械特性和调节特性均为单值函数,它们都满足伺服系统对伺服电机运行特性的要求。因此,TRUM-60型超声电机能够作为伺服电机而使用。     

旋转型行波超声电机网络的性能测试和仿真

行波超声电机是新型电机,利用能量转换摩擦传递超声波振动,产生动力,其结构简单、性能优越和发展迅速。旋转型适合在医疗、航空航天等精密领域中使用。本文介绍了超声电机的工作原理和分类等,着重分析了不同温度下对电机工作频率、机械特性和摩擦材料等的变化情况。旋转型行波超声电机的性能随温度的升高呈下降趋势。     

超声电机驱动及控制技术的新进展

以TRUM-60行波型超声电机为研究对象,挖掘和利用超声电机的一些优异伺服作动特性,从驱动控制器的电气特性入手,对超声电机驱动及控制技术进行了更加深入的应用工程研究.在超声电机再次加电启动、开环条件下旋转角秒级和直线纳米级的分辨率、快速往复动态特性、双PWM功率驱动拓扑结构等驱动及控制算法与策略等方面,获得了一些新的研究进展.     

21世纪超声电机技术展望

首先回顾了超声电机技术在２０世纪国内外发展的情况,叙述了南京航空航天大学超声电机研究中心在超声电机研究方面的进展,其次预计了在２１世纪国内外市场对超声电机的需求,特别列举了超声电机技术将对我国国防和国民经济各部门起到的重大作用,最后论述了２１世纪超声电机技术的研究人员所面临的任务,针对我国在超声电机理论、实验和材料研究工作的现状,提出了２１世纪为发展我国超声电机技术急需解决的若干重要课题。     

纵扭型压电超声电机的研究进展

概述了国内外纵扭型压电超声电机的各种型式和最新研究成果，介绍了纵扭型超声电机的优点及用途，分析了电机在研制过程中的技术难点，指出了纵扭型超声电机今后的研究方向，最后总结出纵扭型超声电机是大力矩超声电机很重要的一个发展方向。     

高频超声换能器技术研究进展与展望

高频超声是超声技术前沿研究领域,可以提供更高的空间分辨率、更精准的检测诊断信息,在生物医学临床与基础研究、先进装备制造无损检测等领域具有重要的应用价值,但其核心器件高频超声换能器的研制一直是高频超声技术发展的瓶颈。首先,介绍了超声换能器基本理论;然后,论述了高频超声换能器技术发展现状、面临技术难题及解决途径,并结合高频超声换能器研制实例予以说明;最后,对高频超声换能器技术进行了讨论与展望。     

超声波电机的步进定位控制

超声波电机是一种靠摩擦驱动的新原理电机,具有响应快分辨率高等特点.为充分发挥其高精度的定位能力提出了利用步进特性实现高精度的定位控制策略--步进定位法,并分析了影响其定位精度的因素,结合所研制的纵扭复合型超声波电机样机,实现了高精度(0.010°)的定位控制.     

超声波直线电机的研究

超声波直线电机的驱动源是螺母拧紧型复合振动子 ,通过纵向振动和弯曲振动产生驱动力。振动子两端与直线导轨侧面接触 ,当纵向振动和弯曲振动的相位差为 90°时 ,振动子两端接触面产生椭圆运动 ,并通过摩擦力驱动直线工作台移动。这种直线电机体积小 ,结构简单 ,输出推力大 ,可以用于精密控制的直线工作台     

ANSYS在超声电机设计中的应用

介绍了有限元分析软件ANSYS的架构、主要分析功能及其在超声电机设计中的应用。     

超声电机在国外的发展

简要回顾了超声电机的发展，并简述其工作原理和结构形式，对其各种控制策略做了简要的比较。分析国外超声电机的关键问题及研究现状，探讨其在各领域中的应用前景及发展趋势。     

复合材料超声直线电机的研究

提出了一种利用复合弹性材料CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastics)的新型超声直线电机。这种电机基于纤维单向排列时CFRP的正交各向异性特点,利用压电振子PZT激励CFRP产生倾斜振动,通过导轨表面的反作用力推动电机移动,结构简单,易于制造。     

超声电机多定子同步驱动技术的研究

研究多定子超声电机同步驱动技术,通过多定子同步驱动增加电机的驱动力(矩),解决目前单定子驱动电机输出功率不大的问题,并且以两个定子同步驱动为例,分别给出了采用分立元件、AVR以及DSP 3种器件设计驱动电路的方法,比较分析了各自的优缺点,并指出多定子同步驱动可有效提高电机运行的可靠性和稳定性,探讨了同步驱动技术今后的发展趋势。     

双足型直线超声电机的实验研究

研制了一种新型直线超声电机,首先对其驱动机理进行了探讨,设计了电机的具体结构。其次对振子进行了频率响应实验,模态实验,实验表明电机可有效激励出所需振型。分别测定了电机的频率-速度关系、电压-速度关系、相位-速度关系。电机运行中正反两向运动灵活,工作状态稳定,速度基本与输入电压成正比,可采用调压调速;其最大无负载速度可达76 mm/s,最大输出推力2 N,达到了预期设计的目的。