超声电机定子热机电耦合特性

应用于极端环境的超声电机会受到温度场、应力场和电场的共同作用,定子在热机电耦合激励下的响应与电机工作特性密切相关.以行波型旋转超声电机为对象建立定子的能量泛函,采用假设模态的方法得到了热机电耦合动力学模型.运用有限元方法对热机电耦合作用下的定子进行仿真,分析了与理论计算结果的差异.建立了定子热扫频试验平台和热变形试验平台,测定温度对定子稳态形变、模态频率和振幅的影响,对理论模型的分析方法进行了评价.理论分析和试验结果揭示了超声电机定子在热机电耦合作用下的振动行为的变化规律,为下一步极端环境超声电机的设计和优化提供了依据.     

高低温环境下超声电机伺服控制系统的性能

为改善旋转行波型超声电机(TRUM)在极端温度下的输出性能,分析了高低温环境对超声电机及其驱动控制部分的影响,搭建了基于MSP430单片机的伺服控制系统,通过RS232实现PC与控制器以及控制器与UMD-3型驱动器之间的通讯,该系统采用比例和步进逼近的控制方法实现精确的速度和位置控制.以整个系统为研究对象,完成了-40～70℃温度环境下的试验.结果表明:随着温度升高,在电机空载时,系统所能达到的最大速度先升后降,峰值出现在士10℃之间,与测得的最大值相比,70℃和-40℃时的最大速度分别下降了43.2%和12.6%.系统的定位精度达到0.1°,速度控制精度在可调范围内达到1 r/min,两者受温度影响均较小,说明极端温度下可以通过伺服控制使超声电机达到一定的位置和速度精度.     

UHMW-PE复合材料用于行波型旋转超声电机

为提高行波型旋转超声电机(TRUM)的摩擦界面性能,制备了一种交联超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)复合材料.采用UHMW-PE树脂添加甲基丙烯酸烯丙酯(MAAAE)交联敏化剂、碳纤维和碳纳米管等增强剂以及MoS2和石墨等材料熔融共混后,在室温和N2气氛条件下用Co60γ辐射源辐照得到交联UHMW-PE复合材料.凝胶含...     

微型超声电机驱动及其优化研究

针对某微小型超声电机驱动要求,设计直流升压变换器,采用小型微控制器产生信号相位差90度的驱动信号.基于该微小型超声电机的电容性负载特性,采用RC放电回路设计了电机驱动电路,分析了驱动电路电压波形参数对驱动性能的影响,得到了最佳驱动电路参数.采用电路仿真软件对所设计的电路进行仿真验证.针对电机驱动电路工作中的低效率,进行...     

单支撑旋转超声电机及其速度特性研究

分析了双轴承支撑超声电机的加工和装配误差所造成的定、转子接触界面沿圆周方向压力不均衡的现象,它是造成电机转速波动的主要原因之一。在此基础上,提出了一种单轴承支撑附加调心结构的新方案,通过实现接触界面的压力自平衡,来达到提高电机转速稳定性,同时减小体积、减轻质量的目的。实验结果表明,在电机输出力矩、速度等主要性能指标与原结构电机相比没有下降的前提下,新方案电机的空载转速波动率降低了约40%,质量降低约14%,厚度减小了27.3%。     

超声电机定子的简化复合梁模型裂纹扩展分析与实验

超声电机工作环境非常复杂,压电陶瓷极易发生断裂失效。为了分析研究电场、预压力及裂纹位置对压电陶瓷断裂失效的影响,将超声电机的定子沿周向简化为弹性复合梁模型,并在压电陶瓷上预制贯穿裂纹。首先用Ansys有限元软件对简化模型进行仿真,分析得到增大电场、预压力能增加裂纹尖端应力值,裂纹更加容易扩展。然后通过实验验证得到增大电场强度裂纹更加容易扩展。     

斜槽式模态转换型超声电机振动分析及性能

针对一种新型的模态转换型超声电机,提出了通过改变工作频率实现模态转换型超声电机正/反向转动的方法.利用通用有限元分析软件ANSYS对电机定子进行了模态分析和谐响应分析,仿真结果揭示了电机在不同工作频率下实现正/反向转动的原理以及影响电机正/反转的主要结构参数.根据分析结果设计制作的模态转换超声电机原理型样机可实现正/反转,正转频率为53150Hz,空载转速为852r/min,堵转力矩为0.2N·m;反转频率为60345Hz,空载转速为100r/min,堵转力矩为0.04N·m.     

超声电机技术的发展和应用

回顾了超声电机的发展和应用情况,叙述了超声电机的特点,总结了超声电机的分类方法,指出了超声电机技术的发展趋势。针对我国超声电机技术开发和研究现状,提出了我国超声电机产业化进程中亟待解决的一些关键问题。     

一种新型双驱动足直线超声电机的研究

提出一种新型的双驱动足直线超声电机.该电机定子为圆柱结构,2个正交的4阶同形弯曲模态为工作模态.在相差90°的两相同频率电信号激励下,定子产生回转运动,其上两个作为驱动足的圆盘交替推动直线导轨,实现双向直线运动.原理样机的最大推力为5.5 N,速度为103 mm/s,效率为33%.     

一种新型圆柱形多自由度超声电机驱动电路研究

根据圆柱形多自由度超声电机的工作原理和特点,设计了一种新型驱动电路分析了其原理和特性.驱动电路特点是:用积分电路代替微分电路,消除了幅值和相位的耦合,较好地满足了电机驱动和控制的要求,有一定实用价值.