小型柱體超聲波電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)及其驅(qū)動(dòng)電路研究.pdf

1、超聲波電機(jī)是以壓電陶瓷逆壓電效應(yīng)激發(fā)的超聲振動(dòng)為驅(qū)動(dòng)力，通過定轉(zhuǎn)子間摩擦力耦合來驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)的一類非電磁電機(jī)。小型柱體超聲波電動(dòng)機(jī)以其體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、不用粘接等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)在小型化精密控制領(lǐng)域占有一席之地，是具有廣闊市場(chǎng)前景的超聲波電機(jī)之一。對(duì)小型柱體超聲波電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入研究，探索可能的新型結(jié)構(gòu)對(duì)其發(fā)展有著重要意義。同時(shí)要發(fā)揮超聲波電機(jī)出色的控制性能，還要有與之相配套的驅(qū)動(dòng)控制電源。 在以上背景下，本文設(shè)計(jì)了一種自由．軸支結(jié)構(gòu)

2、的小型柱體超聲波電動(dòng)機(jī)，并研制了與之配套的小型化驅(qū)動(dòng)控制器。 本文首先回顧了超聲波電機(jī)的發(fā)展歷史和小型柱體超聲波電動(dòng)機(jī)在國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，確定了本文的研究?jī)?nèi)容。然后介紹了壓電陶瓷的特性和柱體超聲波電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行機(jī)理，著重討論了自由-軸支結(jié)構(gòu)小型柱體超聲波電動(dòng)機(jī)的工作原理，對(duì)定子表面質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)狀況進(jìn)行了推導(dǎo)。在建立定轉(zhuǎn)子有限元模型基礎(chǔ)上，對(duì)定轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)進(jìn)行了模態(tài)分析、諧響應(yīng)分析和接觸分析，計(jì)算了影響定子振動(dòng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)，確定了合理的定轉(zhuǎn)