基于超聲馬達的光學斬波器的研制.pdf

1、超聲馬達是利用壓電材料的逆壓電效應使定子在超聲頻段內(nèi)產(chǎn)生振動，通過定、轉(zhuǎn)子之間的摩擦獲得運動的裝置。具備低速大轉(zhuǎn)矩、響應速度快、靜態(tài)保持力矩大、體積小重量輕、噪音低、無電磁干擾等優(yōu)點。基于此的光學斬波器比傳統(tǒng)的光學斬波器抗電磁干擾能力更強，能斷電自鎖，斬波頻率更精確。本文對一種應用于光學斬波器的超聲馬達展開了研究，主要研究內(nèi)容如下：
　　首先，論文綜述了基于超聲馬達的光學斬波器的研究背景和意義，簡單介紹了超聲馬達的研究動態(tài)、分類以

2、及應用前景。并對旋轉(zhuǎn)型行波超聲馬達的基本運動機理做了詳細介紹。
　　其次，根據(jù)超聲馬達的運動機理，設想了一種圓筒馬達結構。建立超聲馬達定子的有限元模型。完成網(wǎng)格劃分后，加載不同的邊界條件分別完成了模型的模態(tài)分析、諧響應分析和瞬態(tài)分析。通過模態(tài)分析，得到了馬達定子各階振動的振型以及對應的諧振頻率；通過諧響應分析，得到了質(zhì)點位移量跟頻率之間的關系；通過瞬態(tài)分析，觀察定子上任一節(jié)點在整個電流加載周期中每一時刻的位移量，可以發(fā)現(xiàn)質(zhì)點的運動

3、軌跡呈橢圓形。并通過對不同結構參數(shù)的定子分析，總結其對定子固有頻率的影響，得出定子的最優(yōu)結構參數(shù)。
　　最后，在理論分析的基礎上，開展了基于超聲馬達的光學斬波器的研制。
　　1.設計了旋轉(zhuǎn)型圓筒超聲馬達的基本結構。主要部件包括作為定子的PZT管以及作為轉(zhuǎn)子的彈片、卡槽、轉(zhuǎn)軸等，完成了機械部件的加工并裝配出實驗樣機。
　　2.完成了超聲馬達配套的驅(qū)動電路，包括頻率信號源、分頻模塊、移相模塊、功率放大模塊，該電路能通過調(diào)頻