超声电机的定子振动测试与分析

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1、电力DOI：10．3969／j．issn．1009-9492．2013．12．013超声电机的定子振动测试与分析武威(广东白云学院机电工程学院，广东广州510450)摘要：超声电机(UltrasonicMotor，简称usM)是近二十年发展起来的一种全新原理的电机。基于虚拟仪器、硬件传感器及计算机搭建了超声电机的测试平台，通过数字滤波等处理和频域分析，实现对超声电机的重要元件(定子)振动信号的检测与分析。从系统硬件选择、软件设计及试验测试几个方面进行了详细论述。经试验证明，该系统结构简单，可以稳定运行。关键词：超声电机；虚拟仪器；LabVIEW；定子中图分类号：TM212文献标识码：A

2、文章编号：1009—9492(2013)12—0043—03TestingandAnalyzingSystemofStatorofUltrasonicMotorWUWei(Electro—mechanicalSchool，GuangdongBaiyunUniversity，Guangzhou510450，China)Abstract：UltrasonicMotor(USM)isanewkindofmotorwhichisbeingdevelopedintherecenttwentyyears．AtestingplatformforUSMisestablished，basedonvirt

3、ualinstruments，sensorsandcomputer．Throughdigitalfiltering，processingandfrequencydomainanalysistoachievetomeasureandanalysisthevibrationsignalofimportantcomponentsofUltrasonicMotor—stator．Hardware，softwarefunctionmodels，testprincipleandexperimentarediscussedindetailsinthearticle．Theexperimentprov

4、edthatthesystemissimpleandstable．Keywords：ultrasonicmotor；virtualinstruments；LabVIEW；stator0引言试分析系统，通过人机交互界面，还能实现数据超声电机(UltrasonicMotor或简写为USM)回放、打印等功能。本系统证实了LabVIEW软件技术是振动学、波动学、摩擦学、动态设计、电的简便、直观和实用性，揭示了虚拟仪器“软件力电子、自动控制、新材料和新工艺等学科结合就是仪器”的良好特性。定子的振动情况是决定的新技术。超声电机利用压电陶瓷的逆压电效应超声电机运行状态的重要因素。对超声电机运动和超声

5、振动来获得其运动和力矩，将材料的微观机理及运行时的速度和力矩研究具有重要意义。变形通过机械共振放大和摩擦耦合转换成转子的1系统设计宏观运动。因其具有低速大扭矩、无电磁干扰、系统设计主要包括硬件和软件设计。响应快、运行无噪声等卓越特性，具有广阔的应1．1系统的硬件设计用前景n。对其运行的物理及电参数的测量分析构建系统硬件结构如图1所示。是进一步研究和应用超声电机的基础。虚拟仪器(VirtualInstruments，简称vi)是驱A相超—叫电压传感器}_-—美国国家仪器公司(NationalInstrumentsCorp．简动电—B—_相-宙电—激光测振仅卜_—数据—U—S呻B算计称NI

6、)于1986年提出的。虚拟仪器是计算机硬源机集机件模块与软件相结合，完成对被测试点的采集、电流传感器r—分析、判断、显示和数据存储等。本文基于虚图1系统硬件结构图拟仪器、传感器电路搭建了超声电机定子振动测收稿日期：2013—09—06哑墨圜噩l电网超声电机在驱动电源驱动下运行，通过各个能力，设置数据处理、转换、存储的方式，并将传感器将电机的电参量通过数据采集卡进行采结果显示给用户。集，再利用USB接口送人计算机处理和显示。1．2．1数据采集与存储系统选用磁补偿式电压传感器、霍尔原理的本文采用基于NI—DAQmx的数据采集系统。多量程磁平衡式电流传感器，定子振动测试选用如图3所示，在驱动

7、程序用户接口MAX中对硬件Polytec的非接触自动聚焦式激光测振仪OFV一505／进行各种必要的设置和测试。系统可以实现数据5000，其利用多普勒原理，通过分析从被测物体存储，供离线进行时域和频域分析使用。表面反射回的激光，从而确定物体的振动速度和1．2．2数据处理与分析振动位移。OFV激光测振仪包含了OFV一5000控数据处理主要包括全相位数字滤波，有效值制器和OFV一505光学头，实物图如图2所示。计算，频率值计算和功率计算。数据处理的重