环形行波超声波电动机的研制

介绍了环形行波超声波电动机的理论基础和关键技术，并针对这些关键技术和难点所采取的技术途径进行了总结和分析。样机性能表明理论分析的正确性以及采取的技术途径的可行性。     

高效环形行波超声波电机设计方法研究

为了求解环形超声波电机的复杂模型,预测并分析其动态特性,提出用ANSYS 8.0构造电机的振动和摩擦模型。通过特征参数的计算,将其等效为简单的电路;经导纳-频率特性的动态仿真,可实现机械与电学特性的有机融合;既便于设计参数的优化和性能分析,又满足了工程上的精度和效率要求。经实验和产品开发检验,其研发工作量约为传统方式的1/2,而特征参数的设计误差却低于3%。     

超声波电动机发展现状及应用

超声波电动机在精密仪器、航空航天等高端应用领域有其独特的优势.首先对超声波电动机的基本原理和结构进行了描述;然后对超声波电动机的发展现状、发展前景,以及超声波电动机的优缺点作了详细的分析,并指出了超声波电动机在数学模型、电机机构、电机控制等方向需要进一步研究和改善的手段;最后给出了超声波电动机的一些应用领域,以及超声波...     

双π型压电超声波直线电机

作者首次提出并研制了一种双π型结构的驻波型压电超声波直线电机。本文系统介绍该新型电机的结构特点、工作原理、分析设计方法以及驱动控制方法,并通过原理样机的实验研究证实其合理性和可行性。     

压电陶瓷剪切模式用于超声波电动机的研究

介绍了已经采用d15逆压电效应的切变型压电陶瓷元件,如激励扭转振动的压电陶瓷环和筒以及激励行波的压电陶瓷盘等,分析了其在行波型、驻波型等超声波电动机中的应用方式和驱动机理。提出了一种新的切变型弯曲振动的压电陶瓷柱元件,并应用于弯曲摇头型超声波电动机中,有助于满足发展大应变、微型化超声波电动机的需求。     

环形行波型超声波马达的设计与试验研究

从行波超声波马达的工作原理出发,根据有限元的分析结果,设计并制作了一种目前国内同类马达中尺寸较小的环形行波马达样机,并测试了效率、扭矩、转速等主要性能参数。     

超声波换能器的结构设计

介绍了一种性能良好的超声波换能器,在现有纵波探头基本结构的基础上,在内部增加高增益放大电路,并利用线路实现发射和接收的转变。实现了发射探头和接收探头可以互换的功能,避免了在应用中发射和接收探头用错而引起的探头损坏。     

镀金用微型超声波发生器的研制和应用

介绍了一种新的超声波发生装置，用于贵金属电镀，以降低孔隙率、增加深镀能力。它区别于国内普遍使用的磁致伸缩式超声波发生器，而采用压电陶瓷片作电声换能元件。压电技能片既是振荡糟路元件，又是超声波功率负载。当溶液中放入多个换能片时，声波的干涉还可以加强使用效果。     

压电马达模糊自校正PID控制方法研究

针对死区对压电马达系统带来的影响,采用“一维输入—三维输出”模糊推理机,设计了一种模糊自校正控制器,避免参数调整中的“耦合影响”。实验结果证实该控制器能够有效地抑制死区的影响,提高系统的控制精确度。     

环形行波式超声波电机定子的测试研究

论述了采用分割电极的压电陶瓷来测量环形行波式超声波电机定子的谐振频率及定子表面行波的原理，实验结果表明这种办法简单易行，为判断环形行波式超声波电机定子是否正常工作提供实验根据。     

多自由度球形超声波电机的研究进展

多自由度球形电机是电机研究领域的一个前沿课题.本文简要回顾了多自由度球形电机的发展历史和现状,重点分析探讨了四种典型的多自由度球形超声波电机的结构、机理、性能、特点,最后指出了多自由度球形超声波电机的一些研究重点.     

二自由度行波型超声波电机定子的优化研究

本文从二自由度行波型超声波电机的驱动机理和基本结构出发,对定子结构进行了分析和介绍,利用所建立的有限元模型进行定子振动的模态分析。然后以电机定子表面点的振幅最大化为优化条件,对定子的结构进行优化。接着用ANSYS软件对定子进行不同倾角下的模态分析,得到定子谐振频率和倾角的关系。最后结合所设计的定子使用激光测振系统进行测试,用于确定最佳的定子倾角。测试结果表明,优化的定子使得定子表面点的振幅较大。     

超声波电机定子振动模型的一维解析

在简述了行波型超声波电机工作原理的基础上,重点讨论了该类型电机定子的一维振动模型,由此对超声波电机的振动特性进行了数值计算。最后对所计算的样机进行了实验,并将其与数值计算结果进行了比较,证实了所提方案的准确性。     

驻波超声电机摩擦材料ABAQUS特性仿真计算与研究

研究了弯纵复合振动驻波振子的振动方程,由纵弯振动方程推导出触头作椭圆运动规律,并进行运动状态分析。提出利用高频转动的椭圆振子代替纵弯振动触头的模拟思路,给出了等同性原理的证明。利用ABAQUS有限元软件对三种驱动模型,各向同性和各向异性两类材料,对不同预压力下的空载速度、阻力和负载特性进行了计算分析,得出在纵向弹性模量相同的情况下,水平弹性模量大的各向异性材料的使用性能更优越。     

超声电机阻抗匹配变压器的设计

在超声电机特性阻抗分析的基础上、从阻抗和电感匹配的角度,提出了目前超声电机常用的推挽逆变电路中脉冲变压器的设计准则,并进行了实验验证,效果良好。     

控制量独立可调的超声电机新型驱动器

提出了一种基于PSoC(可编程片上系统)的行波超声电机(TRUM)驱动器.电路包括幅值可调的DC/DC推挽升压电路和频率可调的DC/AC半桥逆变电路.升压电路将15 V直流电提升到250～400 V高压,并通过电压反馈稳定该电压.半桥电路将该高压输出两路相位相差90°的方波电压,用于直接驱动超声电机.通过检测电机孤极电压并调节电机驱动频率来稳定该电压,从而稳定电机转速.所有的控制功能都由一片PSoC芯片实现.通过对一直径45 mm的超声电机进行试验,证明了电机的驱动电压幅值和频率是可以独立调节的,为超声电机的控制提供了一个很好的方法.     

行波接触型超声波电机特性与控制研究

行波接触型超声波电机的工作原理与电磁型电机的工作原理截然不同,本文对其控制系统各组成部分作了分析,给出了控制器输出波形;并对行波接触型超声波电机定、转子之间的摩擦传动进行了研究,提出了电机效率计算方法,对机械特性与效率曲线进行了计算,计算结果与实验测试结果相符合。     

PI control adjusted by GA for ultrasonic motor

This paper proposes a PI control method adjusted by a genetic algorithm (GA) for an ultrasonic motor (USM). In the proposed method, proportional and integral gains are adjusted using a GA in order to compensate the characteristic variations of the plant. The effectiveness of the proposed method is confirmed by experiments. © 2009 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 169(1): 59–65, 2009; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20842     

行波接触型超声波电机定子齿对电机性能的影响

本文对行波接触型超声波电机定子振动情况进行了分析，得到定子振动的固有频率和幅频特性，阐述了电机中定子齿的设置对定子振动的作用。针对三种不同的定子环模型，分别讨论了定子齿对固有频率、振幅及电机转速的影响，计算结果与实验测试结果相符合。     

双模态超声波电机抗慢速爬行驱动模式研究

针对双模态超声波电机(bimodal ultrasonic motor,BUSM)存在的慢速爬行问题,提出了一种基于小波驱动与预紧角控制相结合的BUSM驱动模式,从BUSM驱动机理的研究上解决BUSM慢速爬行问题.理论分析和实验结果表明,小波驱动的引导波能够促使工作台静动摩擦系数的转换,并使工作台获得初始冲量,小波驱动...