基于面内模态的直线超声微电机研究

对矩形压电振子进行了研究,对其结构进行了改进,提出了一种直线超声微电机,介绍了其结构和工作原理,运用ANSYS有限元分析软件建立了压电振子的有限元模型,对压电振子进行了模态分析和谐响应分析,对压电振子的纵向和弯曲振动的面内模态的简并进行了分析。分析发现改进后的压电振子激振频率降低,频率点得到优化;同时,压电振子的振幅也明显变大。研究结果为纵弯面内复合模态的直线超声电机制作和实验研究提供了依据。     

双翼形直线超声波电动机

提出一款双翼形直线超声波电动机。电机定子为一个带双翼的空心圆柱结构,其利用双翼弯曲振动致使空心圆柱上下、左右摆动的两个振动模态工作,驱动动子旋转直线运动。推导了电机定子驱动质点的运动轨迹方程,研究了电机定子驱动动子运动的工作机理。利用有限元法进行分析计算,对定子驱动质点的运动轨迹进行了仿真,验证了电机运动机理分析的正确性。制作了双翼形直线超声波电动机原理样机,并进行性能测试,试验表明电机的工作频域范围较宽,在激励电压峰峰值为250 V时,电机的空载速度为1.55 mm/s,最大输出力为0.106N,是定子质量的11.7倍。     

直线超声电动机在精密工作台中的应用

概括了传统精密工作平台的特征,综述了当今世界采用直线超声电机驱动的精密定位平台的研究现状及主要产品,列举了一些典型例子,并总结了采用直线超声电机驱动的精密定位平台的特点.     

深井勘探用直线电动机实验研究

深井地震波技术勘探震源系统用直线电动机,目前在国际上属于勘探业前沿项目,该技术相比于传统的爆破式震源,在安全性能上有了大幅度的提高,同时也更经济。对该震源系统的直线电动机进行了实验分析,通过实验所得数据得出,变频器基频设置是影响直线电动机运行时起动力的主要因素,提出了实用效率的概念,同时分析了变频器输出频率与直线电动机线电压-起动力的关系曲线,对该震源系统用的直线电动机的性能提高有重要意义。     

方环形驻波直线超声电动机设计

新型驻波直线超声电动机采用面内振动的形式,利用单一弯曲模态实现直线电动机的正、反方向驱动.分析了电机的工作原理,通过有限元软件进行动态设计,研制了模型样机,为环形驻波直线超声电动机的设计提供了理论依据.     

V形直线超声波电动机运动分析和实验

试制了V型直线超声波电动机样机,分析了该电机实际工作状态下对称和反对称模态的激发过程;对实际工作过程中驱动足的椭圆运动进行了分析,得出电机实际工作时驱动足的椭圆运动轨迹为一斜椭圆。斜椭圆的轨迹不仅与两个兰杰文振子的纵向振幅有关还和安装角θ角有关。通过理论分析可知,安装角θ直接影响到电机的最大速度和电机最大输出推力。该角度在设计和安装时应该充分保证精度。     

双兰杰文振子V型直线超声波电动机的设计与实验

提出了一款由双兰杰文振子组成的V型直线超声波电动机,该电机通过两个兰杰文振子的纵振和弯振,在定子驱动足上形成椭圆运动,从而驱动直线滑轨对外输出直线运动。该电机使用了阶梯型超声变幅杆,有效地放大了定子驱动足处的振幅。介绍了电机的结构和工作原理,然后介绍了使用有限元法优化定子的方法,最后对实验样机进行了输出特性测试。结果表明,该电机无负载的最大输出速度206 mm/s,电机的最大输出力为10.5N。     

直线超声电机的研究与应用现状

概述了直线超声电机的运动机理、分类方法及其不同于传统电磁电机的特点,叙述了国内外直线超声电机的发展及研究现状,总结了国内外直线超声电机的应用领域和前景。     

直线超声电机的研究与应用现状

概述了直线超声电机的运动机理、分类方法及其不同于传统电磁电机的特点,叙述了国内外直线超声电机的发展及研究现状,总结了国内外直线超声电机的应用领域和前景。     

双向驻波型直线超声波电动机

提出了一种结构简单、驱动方便的双向驻波型直线超声波电动机,介绍了该电机的基本原理,在AN-SYS计算分析的基础上进行优化设计,并研制了相应样机验证了上述思想。     

方环形行波直线超声电机的模态分析

为解决直线超声电机动态设计的难度,提出一种方环状直线行波超声电机振子。采用有限元数值方法分析了该种振子可以利用的面内弯曲模态,给出了对边两两激励的一种对称模式,并就所研制的振子模型,进行了实验研究。数值分析与实验结果证实了振子结构的可行性。该类振子的结构对称性为超声电机的动态优化设计提供了方便。此外,振子4个驱动梁的更换使用,可成倍提高超声电机的使用寿命。     

直线力电动机性能分析

分别利用有限元和等效磁路的分析法对直线力电动机特性进行分析,对比分析了电机磁场分布和输出推力特性以及电感和磁链,并与实测结果进行了对比。分析得出了其相关的输出性能并建立其数学模型,为电机优化设计和控制打下基础。     

超声电动机的研究及其应用

超声电动机是随着高功率密度压电材料的发展而出现的一种新型直接驱动电机。由于具有不同于电磁电动机的卓越特性,应用前景广阔,倍受业界的重视。文章简单回顾了超声电动机的发展历史,着重介绍了目前国内外的研究现状、给出了超声电动机的工程应用领域。对超声电动机研究领域的诸多热点问题进行了详细的说明。     

直线电动机粘滑闭环控制实验研究

以永磁同步直线电动机直接驱动工作台作为研究对象,其滚柱导轨机械接触摩擦力使工作台位置伺服系统表现出粘滑特性,分析了摩擦力对系统性能的影响。辨识了该位置伺服系统的力常数(13.37 N/A)和机械时间常数(128 ms)。基于该系统的模型和辨识参数,采用极点配置法设计了I-PD控制器,闭环极点为-2π×20时,可以有效地抑制粘滑,其定位误差可以达到光栅传感器的分辨率0.5μm。     

纵弯复合两自由度直线超声波电动机

介绍了一种一阶纵振模态与二阶弯振模态复合的两自由度直线超声波电动机的结构组成和工作原理,用有限元方法对电机的定子进行了结构动力学设计,并制作了电机样机。对电机定子的工作模态和电机的输出性能进行了测试。实验表明:定子的工作模态与理论设计结果相符,并较好地满足了设计要求;电机的输出速度和推力得到了大幅度提高,从而证明所提出的设计思路是合理、可行的。     

改进型音圈式直线电动机有限元优化设计

为提高音圈式永磁直线电动机的推力，构建出两极永磁直线电动机的结构，建立了电动机有限元模型，计算出磁感应强度的矢量分布，并预测电动机推力，在此基础上，运用优化设计方法，求解出最优设计尺寸，保证了设计的合理性，缩短了开发周期，最后通过实验证明了这种电动机结构的性能明显优越于传统的音圈式直线电动机。     

H形直线超声波电动机的研究

在纵弯复合模态直线超声波电动机的基础上提出一种H形直线超声波电动机,该电机基于H形压电振子两侧金属直梁的一阶伸缩振动模态和三阶面内弯曲振动模态的叠加,在四个驱动足驱动下交替实现力的输出,通过改变两个工作模态相位差来实现速度控制及正、反方向驱动.利用有限元数值方法对振子进行了模态优化设计,确定了振子的结构参数,并加工制作了原理样机,对样机的输出特性进行了实验研究.该模型样机在驱动频率为30.70 kHz时,动子最大速度为230 mm/s,单侧驱动力为0.47 N.     

“工字形”直线超声电机的结构设计与模态分析

为了提高直线超声电机的输出性能,研制了纵弯复合模态“工字形”直线超声电机,对“工字形”弹性体的几种复合振动模态及其驱动方案进行了分析,确定了振子的工作模态。完成了“工字形”振子的结构设计,利用ANSYS软件对“工字形”压电振子进行了优化设计,确定了定子各结构参数。纵向伸缩振动模态固有频率和弯曲振动模态固有频率分别为33.07kHz和33.08kHz,频率差8Hz。根据优化设计结果,试制了原理样机。对样机的输出性能进行了实验研究。实验结果表明:当驱动频率为31.10 kHz,激励电压峰峰值为250V时,电机动子Vmax为240mm/s;驱动力Fmax为0.5N。     

双足驱动直线超声电机定子的振动特性研究

提出一种新型双足驱动直线超声电机,采取一种结构简单的人字形结构定子,主要由4片压电陶瓷和金属基体构成。利用ANSYS软件建立其定子的有限元模型,对振动模态和谐响应进行仿真分析。探讨和分析了不同的定子夹角和定子材料对其谐振频率和振幅的影响。研究结果表明,电机定子的二阶弯曲振动模态是该新型双足驱动直线超声电机实现驱动的工作模态,其振幅大小与定子夹角和定子材料均有直接关系。在分析的三种定子材料中,紫铜定子的谐振频率最小,硬铝定子的振幅值最大。     

永磁直线伺服电动机磁极形状对法向力波动分析

采用改变磁极形状及变极弧系数来减小负载情况下磁阻力波动。应用傅里叶回归分析法分解出电动机优化参数,并使用有限元分析方法进行仿真计算。仿真结果表明,采用该优化方法的永磁直线同步电动机可在推力损失较小的情况下有效抑制法向力的波动幅值。永磁直线同步电动机相对于直线感应电动机和直线直流电动机具有效率高,次级发热少,