微型行波型超聲波電機的研制.pdf

1、興起于上世紀70年代的超聲波電機(USM)，相對于傳統(tǒng)電磁型電機具有一系列的優(yōu)點，因此在某些場合超聲波電機可作為電磁型電機的有利補充。自超聲波電機誕生之日起，世界各國紛紛投入到超聲波電機的研究行列當中，如前蘇聯(lián)、日本、美國、德國、中國、韓國等。其中以日本的研究最為成熟、最為廣泛，掌握著關(guān)于超聲波電機的大部分發(fā)明技術(shù)專利，且個別類型的超聲波電機已實現(xiàn)了大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)、商業(yè)化，如新生的行波型超聲波電機、佳能公司用于數(shù)碼相機鏡頭自動調(diào)焦的驅(qū)

2、動電機等。 我國于上世紀80年代末開始加入超聲波電機的研究，先后有20幾個單位開展了USM的研究。各種類型的原理樣機先后被研究出來，在電機結(jié)構(gòu)和驅(qū)動控制方面，取得了不少的研究成果。但到目前為止，尚未有超聲波電機用于商業(yè)用途的報道。要縮小與其他國家之間的差距，尚有許多研究工作要做。 本文中主要開展對小型行波型電機的研究。首先，介紹了超聲波電機的發(fā)展歷史、分類、特點及應(yīng)用，并介紹了超聲波電機的研究意義，在此基礎(chǔ)上提出本文的研

3、究內(nèi)容； 其次，簡要地介紹行波型超聲波電機的結(jié)構(gòu)及其工作原理，包括壓電陶瓷的壓電效應(yīng)、性能描述，定子中駐波的產(chǎn)生及行波的合成，定子表面質(zhì)點的運動，超聲波電機對驅(qū)動電路的要求，及電機性能的影響因素； 隨后，介紹了電機設(shè)計過程中ANSYS軟件的應(yīng)用，包括模態(tài)分析及諧響應(yīng)分析； 在第4章介紹了樣機的制造過程，主要是壓電陶瓷的制造，驅(qū)動電路的調(diào)試，位置檢測機構(gòu)的設(shè)計等。 在笫5章，對實驗樣機的進行測試，并觀測控制