螺旋叶片转子超声电机运动特性分析与测试.pdf

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1、第34卷第26期中国电机工程学报Vo1．34No．26Sep．15，201445342014年9月15日ProceedingsoftheCSEE02014Chin．Soc．forElec．EngDOI：10．13334~．0258-8013．pcsee．2014．26．013文章编号：0258—8013(2014)26—4534—05中图分类号：TM359．9螺旋叶片转子超声电机运动特性分析与测试彭太江，伍晓宇，梁雄，石鸿雁，罗烽(深圳大学深圳市模具先进制造技术重点实验室，广东省深圳市518060)MechanismandPerfor

2、manceStudyonSpiralBladeTypeRotaryUltrasonicMotorPENGTaijiang，WUXiaoyu，LIANGXiong，SHIHongyan，LUOFeng(ShenzhenKeyLabofAdvancedManufacturingTechnologyforMold&Die，ShenzhenUniversity,Shenzhen518060，GuangdongProvince，China)ABSTRACT：Inordertoimprovethefatiguelifeand0引言performa

3、nce，anewkindofultrasonicmomrconstructedwithaspiralbladerotorandLangevintransducerwasproposed．随着科学技术的发展，尤其是各种消费类电子Basedonthelongitudinalvibrationefectbetweenthevibrating产品、精密仪器、人造卫星等高新技术产品的发展，faceandtherotorblades，thisPaperanalyzedthemotionlocus对电机提出了更多的新要求，如结构紧凑、重量轻、equ

4、ationofthecontactpointandthedrivemechanismofthis低噪音、无电磁干扰、无变速系统直接驱动等等，kindofultrasonicmotor,andobtainedcharacteristicsofthe电磁感应原理的传统电机已无法满足这些要求，催rotormotion，andtherelationshipsbetweendrivingforce，torque，instantaneousrotaryspeed，averagerotaryspeedofthe生了各种类型的微特电机Il之】，如超声

5、波电机motorandthestructure，vibratingparameters．Atestprototype(ultrasonicmotor，USM)、静电电机、形状记忆合wasmanufacnlredandtestedtoobtaintherelationships金电机等。超声波电机以其响应快、低噪声、无电betweenvibratoramplitudeanddrivingvoltage，preloadforce磁干扰、低速大扭矩等特点发展迅速。androtorspeed，torqueandvelocity．Thetest

6、resultsshowthatwhenthedrivingvoltageis220thevibratoramplitudeis近年来研究的超声波电机的振子结构分为两11．15gm，asthepreloadforceis150N，themaximumno—load种：一种是将压电陶瓷黏接于均匀分布齿与槽的金speedis147r／min；andaspreloadforceis250N，themaximum属弹性基体413-12]形成定子结构；另一种是利用郎torqueis225N·mil1．之万振子结构【，并将郎之万振子与齿形结构的KE

7、YWORDS：ultrasonicmotor；Langevintransducer；定子固定在一起；前者由于采用胶黏结构，电机长longitudinalvibration；spiralbladerotor；motionanalysis时间工作容易导致陶瓷从金属基体上脱落，影响电摘要：为了提高超声电机的疲劳寿命及驱动能力，提出一种机疲劳工作寿命；而后者采用螺栓连接结构的郎之利用郎之万振子纵向振动与螺旋形叶片转子相结合构造的万振子，利用振子的弯曲振动或纵弯复合振动模旋转型超声波电机结构，从转子叶片受振动端面的纵向振动式，能产生较大振幅，同

8、时陶瓷处于受压状态，不作用出发，分析了叶片接触点的运动轨迹方程，并对该电机的驱动机理及转子运动特性进行了理论分析，得到了电机驱易疲劳损坏，因而可靠性较高，工作寿命长。目前动力、驱动力矩、瞬时转速与平均转速与电机参数之间的