肋板型縱扭復合超聲電機.pdf

1、本課題得到了國家自然科學基金(NO.51205203)的支持。
　　由于縱扭復合超聲電機具有大力矩和極高的可控性的特點，所以它特別適合用于航空航天、微型自動化設備等特殊領域。然而，當前傳統(tǒng)的縱扭復合超聲電機通常采用扭振壓電陶瓷和夾心式定子結構，使得電機無法小型化以及它的制造成本偏高。近些年有人提出利用矩形壓電陶瓷的d31效應來激發(fā)電機定子的兩個工作模態(tài)，但其機械性能并不理想而且電機的夾持很困難。本文基于在縱扭復合超聲電機的制造成本

2、偏高問題、電機小型化問題和改善電機利用矩形壓電陶瓷的d31效應激勵工作模態(tài)的方法等方面進行了深入的研究。在研究過程中，本文通過改變定子結構的途徑實現(xiàn)了定子扭振的激勵，成功設計出新型縱扭復合電機，從而降低了這種電機的制造成本，也使得縮小它們的尺寸成為可能。本文的研究獲得如下重要成果：
　　提出了一種新型縱扭復合位移型超聲電機。它的原理是利用壓電陶瓷的d31效應激勵均勻分布于定子柱上的四個肋板的1階彎曲模態(tài)，從而誘發(fā)電機定子柱體的2階

3、扭振模態(tài)。此電機可實現(xiàn)0.048N·m的最大堵轉力矩和103r/min的最大空載轉速。
　　利用四個肋板的反對稱彎曲模態(tài)誘發(fā)出定子的1階扭振模態(tài)的方法來代替?zhèn)鹘y(tǒng)縱扭復合應力型超聲電機中由壓電陶瓷片的d15效應來激發(fā)扭振。因此，提出了一臺直徑20mm的定子柱體均勻分布有四個肋板的新型縱扭復合應力型超聲電機，并通過實驗證明有肋板的定子結構可以激發(fā)出扭振。
　　探索將定子柱體均勻分布有四個肋板的縱扭復合應力型超聲電機的小型化，最終