超声电机性能的实验测试研究
旋转行波超声电机的冲击动力学模拟及实验
２ ０ １ ４年 ２月
振动 、 测 试 与诊 断
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｖｉ ｂ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ． Ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ＆ Ｄｉ ａ ｇ ｎ ｏ ｓ ｉ ｓ
Ｖｏ１ ．３ ４ Ｎｏ． １
Ｆｅ ｂ ．２ ０ １ ４
旋 转 行 波 超声 电机 的 冲 击动 力学 模 冲击 的特 点 ， 表 现 为 冲击 的
受强 大 的过载后 保 持 正 常 的输 出性 能 ， 将 直 接决 定
摘要
研 究 了冲 击 产 生 的 高 过 载 对 旋 转 型 行 波 超 声 电机 结 构 和 性 能 的 影 响 机 理 和规 律 。 首 先 ， 结 合 旋 转 型行 波 超
声 电机 的 工 作 机 理 和 结 构 形 式 ， 建 立 了该 型超 声 电机 在 冲 击 载 荷 下 的有 限 元 模 型 。 利 用 显 式 算 法 模 拟 其 在 冲 击 过
结 构 在 特 殊 使 用 环 境 中 的耐 过 载 能 力 及 易 损 伤 部 件 。实 验 结 果 表 明 ， 紧 凑 和 简单 的 结 构 特 点 使 得 超 声 电 机 本 身 具 有 较 好 的适 应 大 过 载 环 境 的工 作 能 力 ， 在 直 接 承 ８千 个 重 力 加 速 度 冲击 过 载 后仍 能 维 持 一 定 的 输 出 特性 。
关键 词 冲击 ；高 过 载 ； 旋 转 行 波 超 声 电机 ；显 示 算 法
中图分类号 ＴＭ３ ５ ６ ；Ｔ Ｈ１ １ ３
机等 ） 由于 内部 构成部 件 的结构 和材 料等 限制 ， 在大
引 言
旋转行 波 超 声 电机 （ ｔ ｒ ａ ｖ ｅ ｌ ｉ ｎ ｇ ｗａ ｖ ｅ ｔ ｙ ｐ ｒ ｅ ｒ ｏ ｔ ａ —
超声波电机孤极反馈电压特性研究
超声波电机孤极反馈电压特性研究
傅平
【期刊名称】《微电机》
【年(卷),期】2024(57)3
【摘要】超声波电机的性能完全依赖于其驱动控制系统。
为了利用超声波电机的孤极特性,驱动系统需要对孤极进行反馈控制。
针对超声波电机的孤极反馈,本文首先简要分析超声波电机的孤极电压特性,包括孤极电压的计算以及影响孤极电压的变量,并对现有超声波电机的孤极电压进行测试,然后对孤极电压反馈信号进行处理,并设计反馈控制,最后对增加反馈信号前后孤极电压的测试结果进行分析比较。
实验表明,使用孤极反馈电压控制的超声波电机调速后,可以有效降低孤极电压的波动性。
【总页数】6页(P8-13)
【作者】傅平
【作者单位】闽江学院物理学与电子信息工程学院;福建省教育厅先进运动控制重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TM359.9
【相关文献】
1.工作电压下超声波电机阻抗特性测试
2.凸极永磁同步发电机内阻抗特性对电压调整率的影响分析
3.超声电机孤极在冲击环境中的传感特性测试
4.电机槽极配合与电机运行质量特性研究(I)
5.基于超声波电机模型的鞭毛电机运行机理与特性研究
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新型锥面驱动超声电机的实验研究
关键词： 锥面驱动； 行波； 超声电机； 有限元法
中 图 分 类 号 ：Ｍ ５ Ｔ ３９ 文献 标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：６２ ９ （０６０ １７ —０￣ ２０ ）２—０５ —０ ０８ ３
Ｅ ｐ ｒｍｅ ｔｌ ｔｄ ｎ ｎ ｗ ｙ ｅｃ ｎｃｓｃｉｎ ｄ ｉｉ ｇ ｕｔａｏ ｉ ｏｏ ｘ ｅ ｉ ｎａ ｕ ｙ ｏ ｅ ｔｐ ｏ ｉ ｅ ｔ ｒｖｎ ｌ ｓ ｎｃｍ ｔｒ ｓ ｏ ｒ
一
转化为弹性材料中质点超声频率的机械微观振动
能， 而后质点的这种机械微观振动形变通过共振放 大和摩擦耦合转换成动子的宏观运动 ． 这种电机具
动力矩大 ， 激励方式简单 ．
１ 电机结构及运行机理
Ａｂ ｔａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ａ ｅ ｙ ｅ ｕ ｔ ｓ ｎ ｃ ｍｏｏ ｓ ｐｅ ｅ ｔｄ ｔ ｖ ｉ ｈ ｈ ｒ ｏ ｎ ｕ ｈ ａ ｐ ｒｔ ｇ ｎ ｗ ｔｐ ｌ ａ ｏ ｉ ｔｒ ｉ ｒｓ ｎ ｅ ｏ ａ ｏｄ ｔｅ ｓ ｏｔ ｍｉｇ ｓ ｃ ｓ ｏ ｅ ａｉ ｒ ｃ ｎ ｕ ｂ ｌｎ ｅ ａ ｄ ｌｗ ｔｒ ｕ ｆｔｅ ｔ ｄｔ ｎ ｌ ａ ｏ ｉ ｍｏｏ ．Ｉ ｉ ｄ ｆ ｒ ｎ ｒｍ ｏ ｒｄ ｔ ｎ ｌ ｎ ａａ ｃ ｎ — ｑ ｅ ｏ ｒ ｉｏ ａ ｕ ｔ ｓ ｎ ｃ ｔｒ ｔ ｓ ｉ ｅ ｅ ｔｆ ｏ ｏ ｈ ａ ｉ ｌ ｒ ｆ ｏ ｓ ｍｅ ｔ ｉｏ ａ ａ ｉ ｍｏｏｓ ｗ ｏ ｅ ｒｔｒａ ｄ ｓ ｔ ｒａ ｎ ｆ ｃｉｎ ｌｃ ｎａ ｔｂ ｅ ｅ ａ ｏｎ ｓ ｄ ｒ ｇ ｔｅ ｄ ｎ ｍｉ ｐ ｏ ｔｒ ｈ ｓ ｏ ｏ ｔ ｏ ｒ ｉ ｒ ｔ ａ ｏ ｔｃ ｙ ｓ ｖ ｒ ｐ ｉ ｔ ｕ ｎ ｈ ｙ ａ ｃ ｒ — ｎ ａ ｅ ｉ ｏ ｌ ｉ
ｃｓ ，ａ ｄ ｔｅｒｔ ｄ ｔｅｓ ｔｒａｅｉ ｏ ｔｃ ｂ ｈ ｉｅｄ ｒ ｇｔｅｄ ｎ ｍｉ ｐｏ ｅｓ ｔ ｒ－ ｅｓ ｎ ｏｏ ａ ｔ ｏ ｒ ｎｃ ｎａ ｔ ｙ ｔｅｌ ｕ ｎ ｈ ｙ ａ ｃ ｒｃ ｓ ．Ｉ ｐｅ ｈ ｒｎ ｈ ａ ｎ ｉ ｓｎｓｔｅｓｒｃｕ ｆｔｅ ｍｏｏ ｄ ｔｅ ｄ ｖｎ ｉ ｕｔ ｈ ｘ ｉ ｄ ｍｅｈ ｄ ｏ ｉ ｍｏｏ ｅ ｅ ｔ ｔ ｔｒ ｏ ｈ ｔｒａ ｈ ｒ ｉｇｃｒ ｉ ｈ ｕ ｅ ｎ ｉ ｃ ，ｔｅｅ ｃｔ ｔｏ ｆｔ ｓ ｔｒｉ ｄ － ｅ ｈ ｓ
超声电机性能的实验测试研究
超声电机性能的实验测试研究蔡卫刚【摘要】The ultrasonic motor is a new concept, new motor using piezoelectric materials converse piezoelectric effect, make the stator surface of certain track, then the sub-micrometer range by friction coupling vibration of rotor vibration energy will be converted or slide block or translational motion (macro), this paper explores the energy to stress at different under the action of the frequency, phase of motor speed. The study of ultrasonic motor speed control provides theory basis.%超声电机是一种全新概念的新型电机，它利用压电材料的逆压电效应，使定子表面产生一定轨迹的微米量级的振动，进而通过摩擦耦合将振动动能转换成转子或滑块的宏观运动（转动或平动）动能，文章探究了在不同予应力的作用下电机的频率、相位对转速的影响。
该研究为超声电机转速的控制提供了理论依据。
【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2012(020)019【总页数】3页(P97-99)【关键词】超声电机;多自由度;频率;相位【作者】蔡卫刚【作者单位】西安航空职业技术学院电子工程系,陕西西安710089【正文语种】中文【中图分类】TP391超声电机（Ultrasonic Motor，USM）技术是振动学、波动学、摩擦学、动态设计、电力电子、自动控制、新材料和新工艺等学科结合的新技术。
行波超声波电动机系统效率特性的实验研究
电功率 的变化 可用 于表 征功率 变化 。若 电路输 入 电 源 电压恒 定 ， 电路输 入 电流 的 变化 就 反 映 了 电机 则 系统 效率 的变 化 ， 两者 之 间成 反 比例关 系 ； 小输 且 减 入 电流 即可 降低 电机 系 统 输入 功 率 ， 而 提 高超 声 进
刘 博， 史敬 灼
（ 河南科 技大学 ， 河南洛 阳 ４ １０ ） ７０ ３ 摘 要： 为了提 高超声波 电动机系统运行效率 ， 采用实验方 法研究转速 闭环控 制情况下 的系统效率变化 特性 ，
表 明了效率优化控制 的可行性 ， 给出了效率变化规律 ， 为超 声波电动机系统效 率的优化控制提供支撑 。
Ｌ Ｕ Ｂｏ Ｓｌ ｉｇ ｚ ｕ Ｉ ， ｉ Ｊｎ － ｈ ｏ ｌ
（ ｅａ ｎ ｅｓｙｏ ＳｉｎｅａｄＴ ｃ ｎ ｌ ｙ Ｌ ｏ ａｇ４ ０ ， ｈｎ ） Ｈ ｎ ｎＵ ｉ ｒｔ ｆ ｃ ｃ ｎ ｅｈ ｏ ｇ ，ｕ ｙｎ ７ ３ Ｃ ｉａ ｖ ｉ ｅ ｏ １ ０
Ａｂｓｒ ｃ Ｔｏ ｉ ｔ ａ ｔ： ｍｐｒｖ ｈ ｐ ｒ ｔｏ ａ ｆｉｉ ｎ ｙ ｏ ｔａ ｏ ｉ ｏｏ ｙ ｔｍ ，ｔ ｉ ｐｅ ｎ ｌｚ ｄ ｔ ｅ ｅ ｃ ｅ ｃ ｈ ｒ ｃ ｏ ｅ ｔ ｅ ｏ ｅ ａｉ ｎ ｌｅｆｃｅ ｃ ｆｕｌｒ ｓ ｎｃ ｍ ｔ ｒｓ ｓｅ ｈ ｓｐａ ｒａ ａｙ ｅ ｈ ｆ ｉ ｎ ｙ ｃ ａ ａ — ｉ
０ 引 言
提 高 电机驱 动 系 统 的效 率 、 约能 源 始终 是研 节 究 者不懈 追 求 的 目标 。超 声 波 电动 机 虽 有 诸 多 优 点， 但超声 波 电动机 运 动 控 制 系统 的运行 效 率 远 低
电机性能实验报告总结(3篇)
第1篇一、实验目的本次实验旨在通过对电机性能的测试与分析，了解电机的基本工作原理、性能特点及其在实际应用中的表现。
通过实验，掌握电机测试方法，分析电机在不同工作条件下的性能变化，为电机选型、设计及维护提供依据。
二、实验内容1. 电机基本参数测量实验首先对电机的基本参数进行测量，包括额定电压、额定电流、额定功率、额定转速、额定转矩等。
通过万用表、示波器等仪器，对电机进行精确测量，确保实验数据的准确性。
2. 电机空载实验在空载条件下，测试电机转速、转矩、功率等参数，分析电机在无负载状态下的性能。
实验过程中，观察电机启动、运行、停止等过程，记录相关数据。
3. 电机负载实验在负载条件下，测试电机转速、转矩、功率等参数，分析电机在不同负载下的性能。
实验过程中，逐步增加负载，观察电机运行状态，记录相关数据。
4. 电机调速实验通过变频器对电机进行调速，测试不同转速下的电机性能，分析电机转速与功率、转矩之间的关系。
实验过程中，观察电机在不同转速下的运行状态，记录相关数据。
5. 电机制动实验测试电机在不同制动方式下的性能，包括机械制动、电磁制动等。
实验过程中，观察电机制动过程中的能量损耗，分析制动效果。
三、实验结果与分析1. 电机基本参数测量结果根据实验数据，本次测试的电机额定电压为220V，额定电流为10A，额定功率为2.2kW，额定转速为3000r/min，额定转矩为2N·m。
2. 电机空载实验结果在空载条件下，电机转速稳定在3000r/min，转矩约为0.2N·m，功率约为0.5kW。
实验结果表明，电机在空载状态下具有良好的启动性能。
3. 电机负载实验结果在负载条件下，随着负载的增加，电机转速逐渐降低，转矩和功率逐渐增大。
当负载达到额定值时，电机转速约为2400r/min，转矩约为 1.8N·m，功率约为 1.8kW。
实验结果表明，电机在额定负载下具有良好的运行性能。
4. 电机调速实验结果通过变频器对电机进行调速，实验结果表明，电机转速与功率、转矩之间存在一定的线性关系。
旋转型行波超声电机网络的性能测试和仿真
０ 引言
超 声 电 机 技 术 是 综 合 了振 动 学 、摩 擦 学 、 电
力 电子 、 自动控 制 和 新材 料 等 众 多学 科 的新 技 术 。
向速度 决定 ，并且 和行 波的传 播方 向相反 。
其 实 质 是 压 电 陶瓷 的逆 压 电 效 应 产 生 定 子激 振 ， 某 频 率 处 产 生 高 频 的微 幅振 动 ，再 通 过 摩 在 擦 将 定子 的微 幅振 动 转 换 成转 子 的 回转 。这 里 定 子 为 一 圆环 形 板 ，其 顶端 质 点 为三 维 的运 动 轨迹 ，
能优 越和发展 迅速 。旋 转型适合在 医疗 、航 空航天等精 密领域中使 用。本文介绍 了超声 电机 的 工作 原理和分 类等 ，着 重分析 了不 同温度下对 电机工作 频率 、机械 特性和摩擦材 料等的变 化 情况 。旋 转型行波超声电机 的性能随温度的升高呈下降趋势。 关键词 ： 超声 电机 ；旋转 型 ；共振 频率 ；机 械特 性
超 声 电 机 由于 其优 越 的 性 能 ，而 受到 广 泛 的关 注 。
超 声 电机 是将 电能 转 换 成机 械 能 ，利 用 压 电 陶瓷
的逆 压 电 效 应获 取 运 动 和 力矩 ，将 材 料 通 过 机 械
共 振 和 摩 擦转 换 成 转 子 的运 动 。 超 声 电机 具 有 结 构 简单 、噪 声 小 、不 受 磁 场 干 扰 、效 率 高 和 控 制 性 能好 等 特点 ，发展 非常 迅速 ，前 景 十分 广 阔 ， 未 来 会用 在 医疗 系统 和安全 系统甚 至一 些特 殊领 域 。 行 波 超 声 电机 由正 交 的 两 组 驻 波 合 成 ，其 中 定 子 质 点 做 椭 圆形 的运 动 。超 声 电机 可 以分 为 直
超声电机的研究现状及其进展
１ 直线型超声电机的研究现状和动态
如ꎬ日本最早开发出真正达到具有商业应用价值的超声电
机ꎬ并成功引入到商业应用领域ꎬ广泛应用在相机镜头的
直线超声电机可以直接将定子的超声振动转换成动
基金项目:福建省中青年教师教育科研项目资助项目( ＪＡＴ２０１３４７)
适应月球表面环境要求ꎬ可精确地控制光谱仪等仪器ꎬ其
共振为核心驱动原理ꎬ利用压电陶瓷的逆压电效应将输入
换成转子(动子)做旋转(直线)运动ꎬ将定子的振动能转换
为转子(动子)的宏观能量输出ꎬ实现对负载驱动[１－２] ꎮ
与传统电磁电机相比ꎬ超声电机具有结构简单、小型轻
量、能量密度大、响应快( 毫 秒 级)、定 位 精 度 高 ( 高 分 辨
起到很重要的支撑ꎬ可满足－１２０ ℃ ~ １８０ ℃ 的工况要求和
作用很关键ꎮ
超声电机涉及到机械、材料、控制和摩擦学等多门学
科ꎬ是微特电机和微驱动技术领域的研究热点ꎮ 因此ꎬ国
内外学者开展了大量的研究工作ꎬ成功研制了多种不同驱
率)、无电磁干扰、断电自锁、可直接驱动等诸多优点ꎬ此外ꎬ
动机理、不同结构形式的超声电机ꎮ 本文针对直线型、旋
产物ꎬ涉及振动学、摩擦学、动态设计、电力电子、自动控制、
并广泛应用在精密定位平台系列产品ꎬ具有很高的分辨率
新材料和新工艺等学科的新技术ꎬ在 ２０ 世纪得到了迅速发
公司和德国 ＰＩ 公司都开发出商业用途的直线超声电机ꎬ
和优良的启停特性ꎬ可以实现高运动精度和稳定性ꎻ我国
展ꎮ 它不像传统的电机那样利用电磁的交叉力来获得其运
和美国都将超声电机应用到航天工程ꎬ美国首先将超声电
动和力矩ꎮ 超声电机是以压电材料的逆压电效应激发定子
圆柱定子直线超声波电机的设计、仿真与试验研究的开题报告
圆柱定子直线超声波电机的设计、仿真与试验研究的开题报告一、研究背景传统直线电机具有结构简单、响应快速、精度高等优点，但在高速、大力矩、长行程等方面，传统直线电机表现不佳。
为了解决这些问题，近年来，圆柱定子直线超声波电机逐渐被广泛关注，并被应用到多个领域中。
该类型电机利用圆柱形定子上产生的超声波表面振动，从而实现直线运动。
二、研究目的本研究旨在设计、仿真和试验一种圆柱定子直线超声波电机，使其具有高特性、高效率和高质量等优点。
具体研究内容包括：1. 基于理论分析及现有研究，设计出一种适合应用场景的圆柱定子直线超声波电机；2. 利用有限元分析软件（如ANSYS）对电机进行仿真，优化设计参数；3. 制作出实际样机并进行试验，验证仿真结果的准确性。
三、研究内容1. 圆柱定子直线超声波电机的设计本研究将首先分析传统直线电机和圆柱定子直线超声波电机的结构差异，重新设计一种适合应用场景的圆柱定子直线超声波电机。
设计考虑的关键因素包括电机外形、输入功率、输出功率、转速、扭矩、精度等等。
2. 圆柱定子直线超声波电机的仿真在设计完成后，将利用有限元分析软件（如ANSYS）对电机进行仿真，对设计参数进行优化，确保电机能够实现预期的工作效果。
仿真需要关注的主要参数包括电机的振动模态、输出功率、转速、扭矩、效率和精度等等。
3. 圆柱定子直线超声波电机的试验在仿真完成后，将制作出完整的电机样机，并进行试验。
试验将涉及到电机的基本性能和特性，如输出力矩、输出功率、额定电流、磁场控制效果等等，以验证仿真结果的准确性。
四、研究意义本研究的意义不仅在于提出一种新型的圆柱定子直线超声波电机，更在于探索了一种高效、高精度的直线电机设计方法。
该设计方法可以应用于多种场景，例如自动化生产线、医疗器械等。
同时，本研究所涉及的理论分析和仿真方法也具有一定的理论和应用价值。
基于虚拟仪器的直线超声电机机械特性测试
与 速 度 测 试 系 统 ， 测 试 的直 线 电机 提 供 加 载 ， 置 的压 力 传 感 器 与 直 线 型 光 电 编 码 器 分 别 用 于 电 机 输 出力 与 速 为 配 度 的测 量 ， 用 虚 拟 仪 器 技 术 搭 建 了测 试 硬 件 平 台 利 用 虚 拟 仪 器 编 程 语 言 Ｌ ｂ Ｅ 对 各 个 模 块 进 行 软 件 设 计 ， 利 ａＶＩ Ｗ
以实 现 各 自的 功 能 。 利 用该 系统 对杆 式 直 线 超 声 电 机 和 双 变 幅 杆 Ｖ 形 直 线 超 声 电 机 的 机 械 特 性 进 行 了测 试 ， 测试 结 果 证 实 该 测 试 系 统 的 可 行 性 ， 直 线 超 声 电 机 机械 特 性 测 试 提 供 了所 必 需 的条 件 。 为
１ 基于 虚 拟 仪器 测 试 系统 的 组 成
基 于虚 拟仪器 的直线超 声 电机机 械特性 测试 系 统 硬件 的总 体结构 如 图 １ 示 。该 测试 系统 由主控 所 计 算 机 、 Ｘ 一０ １机箱 （ 括 ＮＩ Ｘ 一 １ ３采 集 ＮＩＰ Ｉ１ ３ 包 Ｉ６ ３ Ｐ
卡 ） 力 与速 度测 试机 构 （ 括直 线 型光 电编码 器 与 、 包 压力 传感 器 ） 直 线超 声 电机 、 、 电机 驱 动器 和 调理 电
和扭 矩计 测 量 电机 的转速 和 扭 矩 ， 得 旋转 超 声 电 测
机 的转速一 矩 特性 。 ｅｉ 等Ｌ 利 用基 于Ｐ 扭 Ｐｔ ｔ １ 叩 Ｃ机 的试
验装 置 测 量 出旋 转 超 声 电机 的 机械 特性 ， 中包括 其
电机 的 扭矩一 度 和扭矩 一 速 功率 特 性 曲线 。文献 ［ห้องสมุดไป่ตู้１ １］
特性 测试 系统 ， 文献 Ｅ ｉ ｌ 通过 对一 套 电磁 电机机 械特
单支撑旋转超声电机及其速度特性研究
Ｖｏ Ｌ４４． Ｎｏ ７ ．
Ｊ １２ １ ｕ． ０ １
单 支 撑 旋 转 超 声 电 机 及 其 速 度 特 性 研 究
王金 鹏 ， 时运 来 ，赵 淳 生
（ 南京航 空航 天大学 精密驱动研究所 ，江苏 南京 摘 ２０１ ） １０ ６
Ａｂ ｔａｃ ｓ ｒ ｔ：Ｆｉｓｌ ｒｔｙ，ｔ ｈ ｎ ｍｅ ｏ ｆｔ ｅ ｐ ｅ ｓ ｒ ｍｂ ｌ ｎ ｅ ａ ｏ ｇ ｃｒ ｕ ｅ ｅ ｃ ｉｅ ｔｏ ｆ ｔ ｅ ｉｔ ｒａ ｅ ｈｅ ｐ ｅ ｏ ｎ ｎ ｏ ｈ ｒ ｓ ｕ ｅ ｉ ａａ ｃ ｌｎ ｉｃ ｍｆ ｒ ｎ ｅ ｄ ｒ ｃｉｎ ｏ ｈ ｎ ｅ ｃ ｆ ｂｅｗｅ ｎ ｔ ｅ ｓａｏ ｎ ｈ ｏｏ ｕ ｏ ｔ ｅ ｍａ ｈｎｉｇ ｏ ｓｅ ｌｎ ｒｏ ｓ ａ ａｙ ｅ ｔ ｅ ｈ ｔｔ ｒａ ｄ ｔ ｅ ｒ ｔｒ ｄ ｅ ｔ ｈ ｃ ｉ ｎ ｒａ ｓ ｍｂ ｉ ｇ ｅ ｒｒｗａ ｎ ｌｚ ｄ，ｗｈ ｃ ｓｏ ｅ ｏ ｈ ｉｈ ｗａ ｎ ｆｔ ｅ ｍａｎ ｒ ａ ｏ ｆｔ ｐ ｅ ｕ ｔ ａｉｎ ｏ ｈ ｔｒ ｗｈ ｃ ｓ ｔ ｅ ｒｎ ｔｕ ｔ ｒ ．Ｓ ｃ ｎ ｌ ｉ ｅ ｓ ｎ ｏ ｈｅ ｓ ｅ ｄ ｆ ｃ ｕ ｔｏ ｆｔ ｅ ｍｏｏ ｉｈ ｈａ ｗｏ ｂ ａ ｇ ｓｒ ｃｕ ｅ ｅ ｏ ｄｙ，ａ ｓ ｈ ｍｅ ｕ ｉ ｇ ｌ ｉ ｃ ｅ ｓｎ ｓｎ ｌ ｅ ｒｎ ｎ ｅ ｆａ ｉｎ ｎ ｔ ｃｕ ｅ ｗａ ｅ ｃ ｂ ｄ ａ ｄ ａ ａｙ ｅ ｉ ｇ ｅ ｂ ａ ｇ ａ ｄ ｓ ｌ－ ｌｇ ｉ ｇ ｓｒ ｔ ｒ ｓｄ ｓ ｒ ｅ ｎ ｎ ｌ ｚ ｄ，ｗｈ ｃ ａ ｅ ｌｚ ｒ ｓｕ ｅ ａ ｔ － ｌｎ ｅ ｉ ｕ ｉ ｉｈ ｃ ｎ ｒ ａ ｉｅ ｐ ｅ ｓ ｒ ｕ ｏ ｂａａ ｃ ｏ ｈｅ ｉ ｔｒａ ｅ ｂ ｔ ｅ ｈｅ ｓａｏ ｎ ｈ ｏｏ ．Ｏｎ ｔ ａ ｉ ｆｔ ｎ ｅ ｃ ｅｗｅ ｎ ｔ ｔｔｒａ ｄ ｔ ｅ ｒ ｔｒ ｆ ｈｅ ｓ ｍｅ ｔｍｅ，ｗｅｇ ｔａ ｄ ｓｚ ａ ｅ ｒ ｄ ｃ ｄ Ｆ ｎ ｌｙ， ｉｈ ｎ ｉｅ ｃ ｎ ｂ ｅ ｕ ｅ ． ｉ ａｌ ｔ ｅ ｎ ｗ ｔ ｏ ｓｖ ｌｄ ｔｄ ｂ ｘ ｅ ｍｅ ｔ ｈ ｅ ｍｅ ｈ ｄ ｗａ ａ ｉ ａｅ ｙ ｅ ｐ ｒ ｎ ．Ｃｏ ａｅ ｔ ｈ ｒｇ ｎ ｌｓｒ ｃｕ ｅ ｍｏ ｏ ，ｔ ｅ ｎ —ｏ ｄ ｖ ｌ ｃｔ ｉ ｍｐ ｒ ｄ ｗｉ ｔ ｅ ｏ ｉ ａ ｔ ｔ ｒ ｔｒ ｈ ｏ ｌａ ｅｏ ｉ ｈ ｉ ｕ ｙ ｌ ｃ ｕ ｔｏ ａｉ ｆｔ ｅ ｎ ｗ ｔ ｔ ｒ ｔｒｄ ｃ ｅ ｓ ｄ ４ ％ ｆｕ ｔ ａｉｎ ｒ ｔｏ ｏ ｈ ｅ ｓｒ ｃｕ ｅ ｍｏｏ ｅ ｒ ａ ｅ ０ ．Ｗ ｅ ｇ ｔｉ ｅ ｃ ｄ １ ｕ ｉｈ ｓ ｒｄｕ ｅ ４％ ．Ｓ ｚ ｆｔ ｉ ｏ ｙ ｏ ｉｅ ｏ ｈｅｍａｎ ｂ ｄ ｆ ｔｅ ＵＳ ｉ ｅ ｕｃ ｄ ２ ． ％ ．Ｂｕ ｈｅｅ ｉ ｏ ｄ ｃ ｅ ｓｎｇ ｉ ｈ ｅ ｏ ｍａ ｃ ｆｔ ｅ ｓｒ ｃｕ ｅ ｍｏｏ ． ｈ Ｍ ｓ ｒ ｄ ｅ ７ ３ ｔｔ ｒ ｓ ｎ ｅ ｒ ａ ｉ ｎ ｔ ｅ ｐ ｒ ｒ ｎ ｅ ｏ ｈｅ ｎ ｗ ｔ ｔｒ ｔｒ ｆ ｕ Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｄｓ：ｓｎ ｌ ｅ ｒｎ ｌｒ ｓ ｎ ｃ ｍｏｏ ；ｓ ｅ ｕｃｕ ｔ ｎ ｒ ｔ ｉ ｇｅ ｂ ａｉ ｇ ｕ ｔａ ｏ ｉ ｔ ｒ ｐｅ ｄ ｆ ｔ ａｉ ａ ｉ ｌ ｏ ｏ；ｐ ｅ ｓ ｒ ｕ ｏ ｂ ｌ ｎ ｅ ｒ ｓ ｕ ｅ ａ ｔ — ａａ ｃ
直线型超声电机电参量的测试研究
２ 年 ２ ０１ ０ 月
压
电
与
声
光
ＶｏＬ３２ ＮＯ．１
Ｆｅ ｂ． ２ ０ ０１
Ｐ Ｅ ０ＥＬ ＴＲＩ Ｓ ＆ ＩＺ ＥＣ Ｃ ．ＡＣＯＵＳ ＴＯＯＰＴＩ ＣＳ
文章 编 号 ：０ ４２ ７ （ ０ ０ ０１０ ５ — ３ １ ０ —４ ４ ２ １ ） — １ ９０
Ｈａ ｌ ｏ ｔ ｇ ｅ ｓ ｒａ ｄ Ｈａｌ ｕ ｒ ｎ ｅ ｓ ｒ Ｔｈ ｅ ｔｎ ｙ ｔ ｍ ａ ａ ｕ ｅ ｔ ｅｉ ｓａ ｔ ｎ ｏ ｓ ｖ ｌ ｅａ ｄ ｖｒ ｕ ｌ ａ— ｌ ｖ ｌ ｅ ｓ ｎ ｏ ｎ ｌ ｃ ｒｅ ｔｓ ｎ ｏ ． ｅ ｔ ｓｉ ｇ ｓ ｓ ｅ ｃ ｎ ｍｅ ｓ ｒ ｈ ｔ ｎ ａ ｅ ｕ ａｕ ｎ ｉｔ ａ ｌ ａ ｎ ｖ
摘 要 ： 超声 电机 电 参 量 的测 量 是指 其 启 动 和 制 动 过 程 中 电 流及 电 压 的 测 量 ， 用 一 般 的 传 统 仪 器 很 难 满 足 使
这 ～ 测 量要 求 。该 文利 用 Ｌ ｂ Ｅ 软 件平 台 ， ａ ＶＩ Ｗ 使用 高速 数 据 采 集卡 、 尔 电压 和 电 流传 感 器 等 建 立 了一 个 直 线 超 霍 声 电 机 电参 量 测试 系统 ， 同时 测 量 超声 电机 在 启 动 、 作 和 制 动 过 程 中 电 压 和 电 流 的 瞬 时 值 及 有 效 值 等 。 最 后 可 工
直 线 型 超 声 电机 电参 量 的 测 试 研 究
张建 瓴 王 文婷 可欣 荣 魏德 仙 张铁 民 ， ， ， ，
（ ．南 方 农业 机 械 与装 备 关 键 技术 省 部 共 建 教 育部 重 点实 验 室 （ 南农 业 大 学 ） 广东 广 州 ５０ ４ ； １ 华 ， 】６ ２ ２ ．河 北 师 范大 学 物 理 科 学 与信 息 工 程学 院电 子 信 息工 程 系 ， 河北 石 家庄 ０ ０ ３ ） ５０ １
预压力对超声波电动机性能影响的实验研究
’
一
。
…
预 压 力 对 超 声 波 电 动 机 性 能 影 响 的 实 验 研 究
王 光 庆
（ 浙江工商大学 ， 浙江 杭州 ３ ０ １ ） １０ ８
摘 要： 简单介绍 了超声波电动机 的驱动原理 ， 分别建立 了电动 机频率特 性 、 噪声特性 、 温度特 性和机械 特性等
实验平 台； 在此基础上 ， 采用 对比试验法分别 研究 了预压 力对 电动机谐 振频 率 、 噪声特性 、 械特性 、 度特性 以及 机 温
ｔ ｒ ｎ ｈ ｏ ｄ ｃ ｐ ｃ ｔｎ ｅ ｏ ｅ Ｕ Ｍ ｅ ｅ ｓｕ ｉｄ ｂ ｓｎ ｘ ｅ ｍｅ ｔ ｌ ｔ ｒ ｓ Ｔ ｅ ｒ ｓ ｌ ｈ ｗ ｄ ｔ ａ ｈ ｅ — ｕ ｅ ａ ｄ ｔ ｅ ｈ ｌ ａ ａ ｉ ｃ ｆ ｈ Ｓ ｗ ｒ ｔｄ ｅ ｙ ｕ ｉ ｇ ｔ ｅ ｐ ｒ ｎ ａ ｐ ａｆｍ ． ａ ｔ ｅ ｈ ｉ ｌ ｏ ｈ ｕ ｔ ｓ ｏ ｅ ｈ ｔ ｅ ｒ ｓ ｅ ｓ ｔ
电动机压 电陶瓷夹持 电容等 的影 响。结果表 明： 电动机谐振频率 随预压力 的增加而升 高 ， 而压 电陶瓷夹 持电容却 随 预压力的增加减小 ； 增加 预压 力可以避 免电动机 出现模 态混叠 现象 ， 能有效抑 制 电动机噪声 强度 ； 当的预压 力 并 适 有利于提高 电动机 的机械性能和 降低 电动机 因摩擦损耗 产生的热量 。研 究结果 为超声波 电动机的设计 和控制提 供 了参考依据 。
ｏ ｌ ｉ ｒ ｖ ｄ ｔ ｃ ａ ｉａ ｈ ｒ ｃｅ ｉｔ ｓｂ ｔ ｓ ｅ ｕ ｅ ｅ ｈ ａ ｕ ｌ ｙｃ ｕ ｅ ｙ ｆ ｃ ｉｎ ｌｌｓ ． ｌ ｅｅ ｒｈ ｎ ｎ ｙ ｍｐ ｏ ｅ ｍｅ ｈ ｎ ｃ ｌ ａａ ｔｒｓｉ ｕ ｏ ｒ ｄ ｃ ｄ ｔ ｅ ｔ ａ ｉ ａ ｓ ｄ ｂ ｒ ｔ ａ ｏ ｓ ｅ ｈ ｃ ｃ ｌ ａ ｈ ｑ ｔ ｉ ｏ ｔ ｒｓ ａｃ ｉｇ ｆ ｅ ｏ ｈ ｒ ｓ ｌ ｅ ｅ ｃ ｎｒｂ ｔｄ ｔ ｍｐ ｏ ｅ ｔ ｅ ｄ ｓｇ ｈ ｏ ｙ ａ ｄ ｔ ｏ ｔ ｌｍ ｔ ｏ ｅ Ｕ Ｍ． ｅ ｕ ｔ ｗ ｒ ｏ ｔ ｕｅ ｏ ｉ ｒ ｖ ｅ ｉ ｔｅ ｒ ｎ ｈ ｃ ｎｒ ｅ ｈ ｄ ｏ ｔ Ｓ ｓ ｉ ｈ ｎ ｅ ｏ ｆｈ
基于模型参考自适应技术的超声电机测控研究
（ ． 昌航 空 大 学 航 空 与 机械 工 程 学 院 ， 西 南 昌 ３ ０ ６ ； １南 江 ３０ ３
２ 南京航空航天大学 精密驱动研究所 。 ． 江苏 南京 ２０ １ ） １０ ６
摘
要 ：推导 出超声电机（ Ｓ 面 向控制 的数学模 型 ， Ｕ Ｍ） 并结合 电机 的速度特性 ， 出了 Ｔ Ｕ ６ 给 Ｒ Ｍ ０电机 的
Ｋ ｙｗ ｒｓ ｕｔ ｓｎｃ ｍ ｔ （ Ｓ ） ａ ｅ ｔａ ｍ ｄｌ ｃｎ ｏ ｓｓ ｍ；ｍ ｄ ｌｒ ｅ ｎ ｅａａｔ ｅｃｎｒｌ ｅ ｏｄ ： ｌａｏ ｉ ｏ ｒ Ｕ Ｍ ；ｍ ｔ ｍａｃｌ ｏｅ；ｏ ｔ ｌ ｙｔ ｒ ｏ ｈ ｉ ｒ ｅ ｏ ｅ ｅ ｒ ｃ ｄｐｉ ｏ ｔ ｆｅ ｖ ｏ
２ Ｐ ｅｉ ｒｖ ｇＬ ｂ ｒｔｒ ， ｎｉｇＵｎｖｒｉ ｆ ｒｎ ｕｉ ｎ ｓｒｎ ｕ ｃ ， ａ ｊ ｇ２ ０ １ ， ｈｎ ） ． ｒｃ ｅＤ ｉｉ ａ ｏａｏｙ Ｎａｊ ｉｅｓｙｏ ｏ ａ ｔ ｓａ ｄＡ ｔｏ ａ ｔ ｓＮ ｎｉ １０ ６ Ｃ ｉａ ｓ ｎ ｎ ｔ Ａｅ ｃ ｉ ｎ
ｓ ｏ ｈ ｔｑ ｉｋ ａ ｄ ｐ ｅ ｉ ｏ ｉ ｏ ｉ ｇｃ ｎ ｂ ｌｍｅ ｔ ｄ ｂ ｓｎ ｅ ＭＲＡＣ ｔｃ ｎ ｑ ｅｆ ｒ ｈ Ｍ ｖ ｎ ｗ ｅ ｈ ｗ ｔ ａ ｕｃ ｎ ｒ ｃｓ ｐ ｓｔ ｎｎ ａ ｅ ｉ ｅ ｎ ｅ ｙ ｕ ｉ ｇｔ ｅ ｉ ｍｐ ｈ ｈ ｉ ｕ ｅ ＵＳ ｅ ｅ ｈ ｎ ｅ ｏ ｔ ｈ ｕ ｎ ｎ ｏ ｄ ｔ ｎ ｉ ｈ ｎ ｅ ａ ｄ ｔ ｅ ｐ ｓｔ ｎ ａ ｃ ｒ ｃ ｅ ｃ ｅ －０ １ ｔｅ ｒ ｎ ｉｇ ｃ ｎ ｉ ｏ ｓｃ ａ ｇ ｄ． ｎ ｈ ｏ ｉ ｏ ｃ ｕ ａ ｙ ｒ ａ ｈ ｓ ｉ ｉ ． 。一 ＋０ １ 。 ．３ ．
v形直线超声波电动机运动分析和实验
v形直线超声波电动机运动分析和实验超声波电动机是一种利用超声波驱动的非接触式电机，具有良好的静态性能和动态性能。
V形直线超声波电动机是一种新型的超声波电动机，具有高速、高精度、无摩擦、低噪声、低耗能等优点，可以实现位置控制及高精度定位。
本文分析了V形直线超声波电动机的运动特性，并对其运动模型进行了仿真，并完成了实验。
一、V形直线超声波电动机的结构V形直线超声波电动机由超声波驱动器、杆架和超声波电机组成。
超声波驱动器由振膜、振子、同步绕组、存储垫等组成，负责将电能转换为超声波能量；杆架是一种非接触式导向件，负责把超声波能量传递到超声波电机；而超声波电机是真正实现电能转换为机械能量的核心部件，它是由电感线圈绕制成的，当超声波能量输入时，可以产生电流，从而实现机械能的转换。
二、V形直线超声波电动机的运动特性分析V形直线超声波电动机的运动依赖于超声波驱动器对存储垫的不同调制方式，可以分为持续输入、位移输入和速度输入三种模式。
1.持续输入模式在持续输入模式下，超声波驱动器持续发出超声波，其频率与输入频率相同，此时超声波电机呈现出持续运动的特性，具有较高的转速和较小的加速度。
2.位移输入模式在位移输入模式下，超声波驱动器发出的超声波频率与持续输入模式不同，具有更大的波峰和波谷，从而形成了位移调制，使超声波电机具有较大的推力和较大的加速度。
3.速度输入模式在速度输入模式下，超声波驱动器发出的超声波频率与位移输入模式不同，具有更小的波峰和波谷，从而形成了速度调制，使超声波电机具有较小的推力和较小的加速度，此时平均速度较高。
三、仿真实验1.仿真模型为了研究V形直线超声波电动机运动特性，采用Matlab/Simulink建立了仿真模型，仿真模型共分为四部分：超声波驱动器模型、杆架模型、超声波电机模型和控制器模型。
其中，超声波驱动器模型是模拟超声波驱动器输出调制信号，杆架模型模拟超声波在杆架中传播情况，超声波电机模型模拟超声波在电机中的动态传播及转换，控制器模型模拟控制器的设定及状态判断等操作。
基于MSP430的超声电机测试系统的研究
２ ２正 ０１
截 ＇瓤 ｌ ｝
ＭＩ ＣＲ０ Ｍ ＯＴＯ ＲＳ
Ｖｏ． ５． Ｎｏ ６ １４ ．
６月
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基 于 ＭＳ ４ ０的超 声 电机 测试 系统 的研 究 Ｐ３
章
（ 南京航空航天大学 摘
阳，李华峰 ，潘 松
２０ １） １０ ６
机械结构力学及控制 国家重点实验室 ，南京
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—
流 源
转 速
位 移 分 辨 率 高 等 优 点 ，因 而 在 航 空 航 天 、机 器 人 、
堑 堑一
Ｒｓ２ ３２
微型机械 、精密仪器仪表和医学等 高科技领域得到 了应用 Ｊ 。但 由于现 阶段 超 声 电机 技 术 还 不 是 很 成
１ 系统构 成 及 功 能
测试 系统 结构框 图如 图 １ 示 。 所
闩
ｌ粉 制 动 器 ｌ
程 控 电
效 应 ，使弹 性体 （ 子 ） 超 声 频域 内产 生 振 动 ，进 定 在 而 通过 定 子 和 转 子 之 间 的摩 擦 获 得 运 动 和 力 矩 … 。
与 传统 电磁 电 机 相 比 ，超 声 电机 具 有 低 速 大 转 矩 、 断 电 自锁 、无 需 齿 轮 减 速 机 构 、体 积 小 、响应 快 和
要 ：介绍一种用于超声 电机 的电气 、机械性能测试的 自动测试系统。该 系统以 Ｔ 公 司生产 的单 片机 ＭＳ ４０为 Ｉ Ｐ３
核心处理器 ，充分利用其 内部外设模块 ，并结合外 围传感器及信号处理 电路 ，可测试 超声 电机 系统的各种 电气 、机 械性能 ，用于评估并改善 电机系统。详细介绍系统的硬件设计方法及上位机和下位 机的软件 编程 技术 。该 系统 具有
高温环境下超声电机的机械性能测试
（ ｒｃ ｉ ｒｖｎ ａ ｏａｏｙ， ｎ ｉｇＵ ｉ ｒ ｔ ｆＡ ｒｎ ｕｉ ｎ ｓ ｏａ ｔ ｓ Ｎａ ｊｎ １０ ６ Ｃ ｉａ Ｐ ｅｉ ｏ Ｄ ｉｉｇＬ ｂｒｔｒ Ｎａ ｊｎ ｎｖ ｓｙｏ ｅｏａ ｔ ｓ ｄ Ａ ｔ ｎ ｕｉ ， ｎ ｉｇ２ ０ １ ， ｈｎ ） ｓｎ ｅｉ ｃａ ｒ ｃ
ｕ ｔａ ｏ ｉ ｔ ｒ ｍｅ ｌｒ ｓ ｎ ｃ ｍｏ ｏ ｓｎａ ｄ ＴＲＵＭ 一 Ｏ ａ ｅ ｔ ｓ ｅ ｎｄ ｒｈｉ ｈ ｔ ｍｐｅ ａ ｕｒ ｏｎ ｔｏ ｙ ｐｒ ｐｏ ｅ ｅ ｈｏ ． ６ ｒ ｅ ｔ ｄ ｕ ｅ ｇ ｅ ｒ ｔ ｅ ｃ ｄｉｉ ｎ ｂ ｏ ｓ ｄ ｍ ｔ ｄ Ｔｈｅ ｒ ｓ ｔ ｈ ｅ ｕｌｓ ｓ ｏｗ ｈａ ｈ ｏｔ ｔｏ ｐｅ ｄ ｏ ｔ ｔ ｔ ｅ ｒ ａ ｉ ｎ ｓ ｅ ｆ ＴＲＵＭ ｏ ｄｒ ｐｓ ｂｕｔ ｔ ｏ ｑｕ ｆ ＴＲＵ Ｍ ｉｅ ｕ ｅ ｈｅ ｈｅ ｔ ｒ ｅ ｏ ｒｓ ｓ ｎｄ ｒ ｔ
古
同皿 境 下超 声 电机 的机 械 性 能测 试 环
郑 伟， 赵淳生
（ 南京航空航天大学 精密驱动研究所， 江苏 南京 ２０ １） １０６
日
摘 要 ： 制 了 一 种 在 高 温环 境 下 测试 超声 电 机 机 械 性 能 的 装 置 ， 装 置 包 含 了 温 度 环 境 试 验 箱 、 速 转 矩 测 量 仪 以及 连 研 该 转 接 轴 ， 出 了 在 高 温环 境下 测试 超声 电 机 机 械 性 能 的 方 法 。 通 过 该 装 置 和 试 验 方 法 ， 超 声 电 机 进 行 了 高 温 环 境 试 验 ， 提 对
其 环 境 温 度 为 ５ ～１ ０℃ 。试 验 结 果 表 明 ： 着 环 境 温 度 升 高 ， 声 电机 的 转 速 下 降 ； 环 境 温 度 ＜ ７ ℃时 ， 声 电 机 Ｏ ５ 随 超 当 Ｏ 超
环形超声波电机的特性分析与实验研究
第51卷第5期 微电机V〇L5L No.52018 年 5 月____________________________________MICROMOTORS_________________________________________May.2018环形超声波电机的特性分析与实验研究李争，郭鹏，高世豪(河北科技大学电气工程学院，石家庄050018)摘要：为了获得较好的低速输出特性的电机，提出一种中空环形超声波电机。
设计了电机机械结构并搭建实验平台完成实验研究。
首先介绍了电机的运行原理及其结构，利用有限元分析软件对定子结构进行了模态分析、谐响应分析、瞬态响应分析，获得工作模态振动和位移情况。
然后对电机进行转矩计算和解析分析。
最后依据有限元分析获得电机的结构参数并进行电机扭矩转速特性实测。
把实测的电机输出特性与理论分析结果进行了对比验证，理论值与实测值相符。
为进一步研究该类行波超声波电机的设计和优化提供机了理论指导。
关键词：超声波电机；模态分析；谐响应分析；瞬态分析中图分类号：TM 359.9 文献标志码：A文章编号：1001-6848(2018)05-0017-05Characteristic Analysis and Experimental Study of Ring ShapeUltrasonic MotorLI Zheng，GUO Peng，GAO Shihao(School of Electrical Engiiwering，Hebei University of Science and Technology，Shijiazhuang050018，China) Abstract: A hollowannular ultrasonic motor was proposed to obtain the motor of a The mechanical structure o f tlie motor was designed.The experimental platform was built to complete the experimental study.The operation principle of the motor and its structure were introduced.The modal analysis，harmonic response analysis and transient response analysis of the stator structure were carried outthrough the finite element analysis software，and the vibration a nd displacement of the worki obtained.Tort^ue calculation and analytical analysis of motor were performed.The motor prototype wasmade.The results of tlie measured and theoretical analysis of motor tor<q u e speed were compared and verified，which provided theoretical guidance for further study of the design and optimization of this type of waveultrasonic motor.The theoretical value is consistent with the measured value.Key words：u ltrasonic motor；modal analysis#harmonic response analysis#transient analysis=引言超声波电机是利用压电陶瓷的逆压电效应、超 声振动和摩擦耦合来转换能量的装置，因其工作频 率在超声频段得名。
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Ｅｘ ｒｍ ｅ ａ ｅ ｔｎ ｎ ｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｈｅ ｕｌｒ ｓ ｎｉ ｏ ｏ ｒ ｏ ｍ ａ ｅ ｐｅ ｉ ｎｔ ｌｔ ｓ ｉ ｇ ａ ｄ ｒ ｓ ａ ｃ ｆｔ ｔ ａ ｏ ｃ ｍ ｔ ｒ ｐｅ ｆ ｒ ｎｃ
超 声 电 机 （ ｌａｏ ｉ Ｍｏ ｒＵ Ｍ） 术 是 振 动 学 、 动 Ｕｔ ｓｎｃ ｔ ， Ｓ 技 ｒ ｏ 波 学 、 擦 学 、 态 设 计 、 力 电子 、 摩 动 电 自动 控 制 、 材 料 和 科 新
１ 实验 测试 多 自 由度 电 机 结 构
１１ 多 自 由度 电机 结 构 ．
ｘ
铝 柱２
转 换 成 转 子 的 宏 观 运 动 。 在 这 种 新 型 电 机 中 ， 电 陶 瓷 材 压
料 盘代 替 了许许 多 多的铜 线 圈 。
压 电多层扳子 电极
铝柱１
超 声 电 动 机 将 电 致 伸 缩 ， 声 振 动 ， 动 原 理 这 些 毫 超 波
不 相 干 的 概 念 与 电 机 联 系 在 一 起 ， 造 出 一 种 完 全 新 型 的 创 电 动 机 。 在 超 声 电 机 中 无 滑 动 时 ， 子 的 速 度 由 振 动 速 度 转 决 定 ， 此 电 机 的 转 速 一 般 很 低 ， 分 钟 只 有 十 几 转 到 几 因 每 百 转 ， 是 ， 声 电 机 不 用 线 圈 ， 没 有 磁 铁 ，结 构 相 体 但 超 也 积 小 ， 量 轻 ； 普 通 电 机 相 比 ， 输 出 转 矩 相 同 的 情 况 重 与 在
ｔ ｅ ｓ ｔｒ ｕ ｆ ｃ ｆ ｅ ｔｉ ａ ｋ， ｈ ｎ ｔ ｅ ｓ ｂ ｍｉｒ ｍｅｅ ｎ ｅｂ ｒ ｔ ｎ ｃ ｕ ｌ ｇ ｖｂ ａｉｎ ｏ ｔ ｒ ｉ ｒ ｔ ｎ ｅ ｅｇ ｉ ｅ ｈ ｔ ｏ ｒａ ｅｏ ｒ ｎ ｔ ｃ ｔ ｅ ｈ ｕ － ｃ ｏ ｔ ｒ ａ ｇ ｙｆ ｃ ｉ ｏ ｐ ｉ ｉ ｒ ｔ ｆｒ ｏ ｂ ａ ｉ ｎ ｒ ｙ ｗ ｌ ｂ ａ ｓ ｃ ａ ｒ ｒ ｉ ｏ ｎ ｏ ｏ ｖ ｏ ｌ
ｏ ｅｆｅ ｕ ｎ ｙ ｈ ｓ ｆ ｔｒｓ ｅ ｄ Ｔ ｅｓｕ ｙｏ ｌ ａ ｏ ｉ ｔ ｒ ｐ ｅ ｏ ｔ ｌ ｒ ｖｄ ｓｔ ｅ ｒ ａ ｉ． ｆ ｈ ｑ ｅ ｃ ，ｐ ａ ｅｏ ｏ ｐ ｅ ． ｈ ｔ ｄ ｆ ｔ ｓ ｎ ｃｍｏ ｏ ｅ ｄ ｃ ｎ ｒ ｏ ｉ ｅ ｏｙ ｂ ｓｓ ｔ ｒ ｍｏ ｕｒ ｓ ｏｐ ｈ Ｋｅ ｒ ｓ ｌ ａ ｏ ｉ ｔｒ ｙ ｗｏ ｄ ：ｕ ｔ ｓ ｎ ｃ ｍｏｏ ；ｍｕ ｔ ｄ ｇ ｅ －ｆ ｒ ｅ ｏ ； ｒ ｑ ｅ ｃ ｒ ｌ － ｅ ｒ ｅｏ － ｅ ｄ ｍ ｆｅ ｕ ｎ ｙ；ｐ ａ ｅ ｉ ｆ ｈ ｓ
ＣＡＩＷ ｅ－ ａ ｇ ｉ ｎ ｇ
（ ｅ ａ ｍ ｎ ｌ ｔ ｎｃＥ ｇｎ ｅｉ ， ｉａ ｅｏ ａｔ ａ Ｐ ｌｔ ｈ ｉ Ｉｓｔｔ， ｉａ １０ ９ Ｃ ｉａ Ｄ ｐ ｒ ｅ ｔｆＥｅ ｒ ｉ ｎ ｉ ｒ ｇ Ｘ ’ｒＡ ｒｎ ｕｉ ｌ ｏ ｅ ｎ ｎｔｕｅ Ｘ ’ｎ７ ０ ８ ， ｈｎ ） ｔ ｏ ｃｏ ｅ ｎ ｔ ｃ ｙ ｃ ｃ ｉ
ｃ ｎ ｅ ｅ ｒｓ ｄ ｌｃ ｒ ｒｎ ｌｔ ｎ ｌ ｔ ｎ （ ｃｏ ，ｔｉ ｐ ｐ ｒｅｐ ｏｅ ｈ ｎ ｒｙｔ ｔｅｓａ ｉ ｅｅ ｔ ｎ ｅ ｅａ ｔ ｎ ｏ ｖ ｒ ｄｏ ｌ ｅｂｏ ｋｏ ａ ｓａｉ ａ ｉ ｔ ｉ ｔ ｏ ｍｏ ｏ ｍａ ｒ ） ｈｓ ａ ｅ ｘ ｌｒ ｓ ｅｅ ｅｇ ｓｒｓ ｔ ｆ ｒｎ ｄ ｒｔ ｃｉ ｔ ｏ ｄ ｕ ｈ ｏ
Ｚ
＾
工 艺 等 学 科 结 合 的 新 技 术 。 声 电 机 不 像 传 统 的 电 机 那 样 超
利 用 电 磁 的 交 叉 力 来 获 得 其 运 动 和 力 矩 ， 超 声 电 机 则 是 而 利 用 压 电 陶 瓷 的 逆 压 电 效 应 和 超 声 振 动 来 获 得 其 运 动 和 力 矩 的 ， 材 料 的 微 观 变 形 通 过 机 械 共 振 放 大 和 摩 擦 耦 合 将
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔ ｅ ｕｔａ ｏ ｉ ｔ ｒｉ ａ ｎ ｗ ｃ ｎ ｅ ｔ ｅ ｔｒｕ ｉ ｇｐ ｅ ｏ ｌｃ ｒ ｔ ｒ ｌ ｃ ｎ ｅ ｉｚ ｅ ｅ ｔ ｃｅ ｅ ｔ ｓｒ ｃ ： ｈ ｌ ｓ ｎ ｃ ｍｏ ｏ ｅ ｏ ｃ ｐ ，ｎ ｗ ｍｏｏ ｓｎ ｉｚ ｅｅ ｔ ｃ ｍａ ｅ ａ ｓ ｏ ｖ ｍｅ ｐ ｅ ｏ ｌ ｃｒ ｆ ｃ ，ｍａ ｅ ｒ ｓ ｉ ｉ ｉ ｋ
的振 动 ， 而 通 过 摩 擦 耦 合 将 振 动 动 能转 换 成 转 子 或 滑 块 的 宏 观 运 动 （ 动 或 平 动 ） 能 ， 章 探 究 了在 不 同予 应 力 进 转 动 文 的 作 用 下 电机 的频 率 、 位 对 转速 的影 响 。 该研 究 为 超 声 电机 转 速 的 控 制 提 供 了理论 依 据 。 相
第２ Ｏ卷 第 １ ９期
Ｖ０ ．０ １２ Ｎｏ １ ．９
电子 设计 工程
Ｅｌｃ ｒ ｎ ｃ Ｄｅ ｉ ｎ Ｅ ｇｎ ｅｉ ｇ ｅ ｔｏ ｉ ｓｇ ｎ ｉ ｅ ｒ ｎ
２１ ０ ２年 １ ０月
Ｏｃ ． ｔ ２０１ ２
超 声 电机 性能的实验 测试研 究
蔡 卫 刚
（ 安航 空职 业 技 术 学 院 电子 工程 系 ，陕 西 西安 ７ ０ ８ ） 西 １０ ９ 摘 要 ： 声 电机 是 一 种 全 新 概 念 的 新 型 电机 ， 超 它利 用压 电材 料 的 逆 压 电 效 应 ， 定 子 表 面 产 生 一 定轨 迹 的微 米 量 级 使