新型行波直线超声电机的结构与有限元分析

作     者：杨淋 陈亮 任韦豪 张蕉蕉 唐思宇 YANG Lin;CHEN Liang;REN Weihao;ZHANG Jiaojiao;TANG Siyu

作者机构：南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室南京210016 中国科学院微小卫星创新研究院上海201210 陆军工程大学野战工程学院南京210007 南京航达超控科技有限公司南京211100 

出 版 物：《振动．测试与诊断》 (Journal of Vibration,Measurement & Diagnosis)

年 卷 期：2022年第42卷第3期

页      面：439-445,612,613页

核心收录：

学科分类：0808[工学-电气工程] 08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51905262,U2037603) 江苏省自然科学基金资助项目(BK20190398)。 

主　　题：行波 直线超声电机 有限元法 动力学模型 

摘      要：提出了一种新型行波直线超声电机结构,该电机利用2个固有频率接近的面内弯曲模态叠加形成沿周向传播的行波,从而驱动动子做直线运动。首先,基于有限元法建立了考虑定、动子三维接触的整机动力学模型,对定子结构尺寸进行设计;其次,通过该模型分析了定、动子之间的接触力传递过程、电机的驱动机理、电机稳定运行时驱动足的椭圆运行轨迹、电机的启停特性以及不同输入参数下电机的输出性能等动力学特性;最后,试制原理样机,搭建实验平台对电机性能进行测试。研究结果表明:该电机工作原理可行,机械输出性能良好;所建立的有限元模型合理,使用该模型能预测电机的性能,并进一步指导电机的设计及优化。