圓柱定子彎曲振動超聲波電機及電源的設計與實驗研究.pdf

1、超聲波電機是近二十年來發(fā)展起來的一種新型驅動裝置，該電機不同于傳統(tǒng)的電磁感應電機，它是利用壓電陶瓷的逆壓電效應激發(fā)超聲振動，借助彈性體諧振放大，通過摩擦耦合產生旋轉或直線運動。這種電機具有響應快、結構緊湊、低轉速、大力矩、不受電磁干擾、斷電自鎖等優(yōu)點，在微型機械，機器人，精密儀器，家用電機，航空航天，汽車等方面有著廣泛的應用前景。 本文以圓柱定子彎曲振動超聲波電機為研究對象，在閱讀和分析了大量國內外有關參考文獻的基礎上，分析了其

2、驅動機理，建立了其數(shù)學模型，運用理論推導和有限元軟件Ansys 進行仿真，確定了電機設計方案及參數(shù)，制作了圓柱定子型超聲波電機的樣機并進行了實驗研究與分析。本文研究的主要內容概括如下： １、簡單介紹了國內外超聲波電機的研究歷史、特點及其應用前景；對現(xiàn)有的超聲電機進行了分類。詳細介紹了國內外已研制和正在研制的圓柱定子行波超聲電機的結構、原理、性能及應用前景。 ２、介紹了圓柱超聲波電機相關的基礎理論，包括壓電陶瓷的振動理論以

3、及梁的彎曲振動理論，建立了圓柱超聲波電機的簡單數(shù)學模型；因為橢圓運動軌跡的合成是超聲波電機轉動的本質所在，所以接著分析與討論了超聲波電機橢圓運動的形成。 ３、詳細探討了圓柱體彎曲振動超聲波電機設計和制作，從超聲波電機的定子著手，確定設計方案，采用理論計算并結合ANSYS仿真計算結構設計和設計參數(shù)，研制了該類型電機的實驗樣機。 4、設計了雙路諧振式升壓電源，論述了其工作原理、電路特點以及對實際電路的動態(tài)特性進行分析，并對其