縱扭復合型超聲電機的小型化及其在遮陽系統(tǒng)中的應用.pdf

1、本課題來源于國家自然科學基金重點項目(No.50735002)以及南京航空航天大學基本科研業(yè)務費專項科研項目青年科技創(chuàng)新基金(No.56V1028)。
　　縱扭復合型超聲電機具有大扭矩/體積比、可控性強、正反轉(zhuǎn)特性一致、低速穩(wěn)定性好、動態(tài)響應性能好等特點，在設備的驅(qū)動與控制技術(shù)方面有廣闊的應用前景。傳統(tǒng)縱扭復合型超聲電機由于扭振壓電陶瓷成本高、預緊螺栓不利于結(jié)構(gòu)小型化等缺點降低了其實用性以及應用范圍。本文從應力型縱扭復合型超聲電機

2、的結(jié)構(gòu)及原理出發(fā)，對電機小型化設計、實驗及應用進行研究以降低成本并增大適用范圍。主要研究內(nèi)容如下：
　　研究了應力型縱扭復合型超聲電機的驅(qū)動機理，分析了壓電陶瓷的壓電效應及裝配方式，提出了兩種小型化研究方向。
　　通過對Φ10mm小型雙轉(zhuǎn)子應力型縱扭復合超聲電機支撐結(jié)構(gòu)、加工裝配、預壓力、縱扭頻率一致性調(diào)節(jié)、摩擦材料選擇等方面對電機輸出性能的影響的研究，為電機小型化設計提供了參考依據(jù)。試制了多臺樣機，最大轉(zhuǎn)矩0.12N·m。

3、
　　建立了應力型縱扭復合超聲電機的定轉(zhuǎn)子接觸模型，并通過與Φ20mm樣機實驗進行對比檢驗了模型的準確性，并提出了模型可改進的方向。
　　提出了一種新型貼片式應力型縱扭復合超聲電機小型化結(jié)構(gòu)設計，該電機利用矩形壓電陶瓷d31效應的橫向伸縮變形來激勵出縱振模態(tài)和扭振模態(tài)。對電機結(jié)構(gòu)進行了有限元仿真及優(yōu)化，試制了原理樣機，實驗驗證了其縱扭振激勵原理的可行性。
　　根據(jù)應力型縱扭復合超聲電機的特點設計出用于智能遮陽系統(tǒng)的百葉