矩截條板雙彎振模態(tài)驅動的直線超聲電機研究.pdf

1、直線電機是現(xiàn)代工業(yè)裝備、新武器、辦公自動化設備不可或缺重要組成部分。為了更好地滿足小體積應用領域對執(zhí)行電機提出的更薄、更小、更輕、精密結構靈活等多方面需求,本文研制出一種基于矩截條形板定子雙彎曲模態(tài)驅動的直線超聲電機,著力對該電機展開了研究,其主要貢獻如下:
　　1、總結了直線超聲電機的特點,分析了其國內外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢,指出了本文的研究目的,說本課題的研究意義。
　　2、在對矩截條形板進行合理假定的基礎上,推導了矩截條

2、板的面外彎曲振動方程;同時根據(jù)超聲電機基于壓電驅動的事實,對本文電機振動激勵所用壓電陶瓷的力學本構、振動模式等進行了一定的研究和分析。
　　3、提出一種基于矩截條板定子的直線超聲電機新原理、新結構,并闡明了該電機的工作機理。本文的電機選定矩截條板的B06和B09為工作模態(tài)。該電機在定子條板正面與背面分別粘附壓電陶瓷并設置驅動齒。電機工作時,在壓電陶瓷上施加超聲頻域電功率諧波信號激發(fā)兩相模態(tài)振動,致使驅動齒上質點做特定運動,從而推動

3、動子作往復直線運動。
　　4、研究了定子驅動齒的可行域,規(guī)劃出定子的壓電陶瓷極化供電方案,完成了定子結構設計;通過定子模態(tài)計算和諧響應分析,求得定子的兩相工作模態(tài)的頻率分別為41.764 kHz和81.645kHz,而最大工作振幅分別為:2.0μm和1.8μm。
　　5、在對定子工作模態(tài)進行分解的基礎上,對驅動齒進行了運動學分析,同時,基于ANSY計算,仿真出定子在兩相模態(tài)激勵下的驅動齒運動狀態(tài);研究了驅動齒的運動對電機輸出