纵弯模式驻波超声波直线电机的研制与实验

以薄板面内振动的纵弯模式直线型超声波电机为目标,对其驱动机理、建模、设计和制作等方面展开研究,设计了全新结构的样机,并对其进行了实验研究与分析。结果表明,电机运行良好,设计达到了预期目标。     

基于面内振动的纵弯模式超声波直线电机制设计与实验

以基于薄板内振动的纵弯模式驻波型超声波直线电机为研究对象,选择矩形薄板压电陶瓷片定子及单足驱动形式为例,分析了驱动机理,设计电机的具体结构,制作了样机并进行了实验测试,结果表明,电机运行良好,正反向运动灵活.     

基于夹心弯振换能器的双向驻波超声波直线电动机

一种利用夹心式弯振换能器的激励弯曲驻波的驻波超声波直线电动机。运用振动理论分析了电机的致动原理,通过激励两种不同谐振频率的弯曲驻波,并结合驱动齿的合理分布,可实现双向运动。采用有限元法确定其具体结构尺寸,验证了各驱动齿端部振动轨迹为倾向一致的斜线。制作了样机并测定了其机械输出特性。     

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。     

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。     

一种双足驱动直线超声波电动机的设计

设计了一种单边双足驱动的面内振动直线超声波电动机，其定子采用了一片铜板和八片压电陶瓷构成的复合结构，压电点陶瓷沿着厚度方向极化，对称安装在矩形铜板的两个表面上。建立了该电机的机电耦合动力学模型，通过仿真确定了驱动足的位置，并试验研究了电机的特性。     

方环形直线驻波超声波电动机振子的动态设计

利用有限元分析软件对方环形直线驻波超声波电动机的振子进行了动态设计，提出了一种环梁式双接触面的振子结构，该振子采用柔性铰链与支撑结构连接，实现力的输出。利用振子第9阶同频的两个正交的面内弯曲模态分别实现直线电机的正、反方向驱动。对影响振子模态及固有频率的主要结构参数进行了有限元数值分析。     

一种新型直线超声波电动机的设计

研制了一种新型直线超声波电动机，电机采用面内振动的形式。以层叠式压电陶瓷材料作激振元件，通过ANSYS有限元软件对电机的结构尺寸进行了相应的计算，确定出了电机的结构尺寸，随后对电机的装配进行了设计。经实测，电机的最大无负载速度可达110mm／s，最大输出推力3．7N，达到了预期设计的目的。     

纵扭复合型驻波超声波电动机的回顾与展望

介绍了国内、外纵扭驻波超声波电动机的发展状况，列举了各主要研究机构具有代表性的纵扭超声波电动机的尺寸参数和运行特性，分析了不同结构的纵扭超声波电动机的优缺点，还说明了新型斜槽式驻波超声波电动机的优缺点。最后指出纵扭超声波电动机实现大力矩输出的难点和一些解决方法，以及它的研究方向和发展前景。     

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.     

微小型纵弯复合激励式圆筒超声电机的设计

为了有效提高超声电机的机械输出性能,研制了一种微小型贴片式纵弯复合激励式圆筒型行波超声电机。该电机由圆筒和一个纵弯复合换能器组成,换能器位于圆筒的外侧壁上,换能器由一对弯振压电陶瓷片、一对纵振压电陶瓷片和前端为变幅杆的长方形铝块组成。对电机的工作原理进行了分析,利用有限元方法对电机进行了设计与仿真,实现了电机两个基本振动模态特征频率的简并。对振动特性进行了测试,测试结果与有限元分析结果吻合良好。测试结果表明,换能器的纵振、弯振和圆筒弯振模态之间均实现了很好的匹配。。     

弯纵复合大推力直线超声波电机

设计了一种三阶纵向振动和八阶弯曲振动复合的大推力直线超声波电机,阐述了其结构和工作原理;采用有限元法对定子进行动力学分析,用ANSYS有限元软件计算定子的振动模态,进行谐响应分析;建立定子和滑块的接触模型,得到预压力和定子推力之间的关系.通过实验方法测量定子阻抗特性,将所得结果与理论分析相比较,并得到电机的动态特性.     

一种基于纵弯夹心式换能器的直线超声电机

该电机利用夹心式换能器激励纵向和弯曲振动，通过一定相位差，在驱动足上形成椭圆振动轨迹。采用了指数形变幅杆放大纵振振幅以提高电机速度。利用经典换能器变幅杆理论确定换能器和变幅杆尺寸和纵向谐振频率，并辅以有限元方法来简并纵向和弯曲振动频率。驱动足处于变幅杆不同位置时驱动椭圆振动轨迹有所不同。用有限元法研究了不同形态的椭圆振动轨迹对电机输出性能的影响，发现当驱动足位于弯曲驻波波腹处电机性能最稳定。样机的最大速度480mm/s，最大推力25N。     

大推力推挽纵振弯纵复合直线超声电机

提出一种大功率夹心式纵弯复合直线超声电机。电机定子主体结构由2个小端相连的指数形变幅杆组成,并在连接处设有驱动足。纵弯振动叠加并在驱动足处产生具有驱动作用的椭圆轨迹。在经典变幅杆理论和变幅杆弯振的传递矩阵分析法的基础上,利用有限差分法,分析各结构参数变化对纵弯谐振频率变化的灵敏度,选取敏感度最大的参数作为设计变量,将电机的纵弯频率简并至27.476kHz。有限元仿真和阻抗特性测试结果与理论计算结果吻合。讨论分析了纵弯振动间的耦合作用并提出带耦合环节的等效电路模型拓扑结构,并利用单相驱动实验验证模型的正确性。电机样机的最大速度为1280mm/s,最大推力为45N。     

基于杆纵振的直线超声电机研究

根据当前直线超声电机的特点,研制了一种新型的基于杆纵向振动超声电机,分析了电机的工作原理,并做出了样机.实验证明电机在施加合理的电压信号下能够实现往复的直线运动.     

永磁直线电机神经滑模控制器设计

提出了一种用于永磁直线电机伺服控制的神经滑模控制方法,通过神经网络的在线学习,削弱了滑模控制的抖振.该方法由推力,磁链的积分函数建市滑模面,然后将滑模向量作为RBF神经网络的输入量,RBF神经网络的输出量即为d-q轴控制电压u<,d>、u<,q>,自适应算法根据可达性条件实时在线调整RBF神经网络的连接权值,从而使得系...     

基于混合磁悬浮原理的直线感应电动机测试平台数字控制器设计

推力和垂向力是城市轨道交通车辆牵引用直线感应电动机(LIM)的两个重要技术指标.提出一种基于混合磁悬浮原理的LIM推力和垂向力的测试方法,即采用非接触的方式可同时精确测出LIM的推力和垂向力.介绍了测试平台原理和系统的总体控制方案,对悬浮系统的控制器进行了设计,并通过悬浮实验验证了所设计的控制器能够满足悬浮控制的要求.     

基于复式竞价撮合的电力市场交易模式设计与实践

售电侧放开增强了市场多主体间的激烈竞争,制定科学合理的电力市场交易机制对于促进电力市场发展具有重要意义。针对目前电力市场主体意识薄弱、双边协商过程反复以及协商成本高等问题,提出了一种基于复式竞价撮合的电力市场竞价模式,主要将集中竞价、双挂双摘和火电匹配有机融合,将水电交易与火电交易统一安排,实现以集中竞价发现价格、以双挂双摘促成交易、以火电匹配方便用户的市场化交易方式。其次,在详细描述复式竞价撮合交易的设计思路和相关特征的基础上,构建了以社会福利最大化为目标的数学模型和计算方法。最后,将所提出的竞价模式应用于四川电力市场进行了实践证明,相关结果表明复式竞价撮合交易模式的用户侧成交率达到88.2%,用户侧成交量比单模式下集中竞价和双向挂牌竞价分别提高了23%和14%,有效节省了市场主体时间成本,解决了电力市场竞争不充分、参与市场竞争难以及市场信息不对称等问题。