三定子压电驱动式多自由度电机的设计与分析

作     者：李争 王哲 薛增涛 郭鹏 赵亮 王群京 LI Zheng;WANG Zhe;XUE Zeng-tao;GUO Peng;ZHAO Liang;WANG Qun-jing

作者机构：河北科技大学电气工程学院石家庄050018 安徽大学高节能电机及控制技术国家地方联合工程实验合肥230601 

出 版 物：《电机与控制学报》 (Electric Machines and Control)

年 卷 期：2020年第24卷第11期

页      面：135-147页

核心收录：

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金(51877070,51577048,51637001) 河北省自然科学基金(E2018208155) 河北省高等学校科学技术研究重点项目(ZD2018228) 河北省人才工程培养资助项目(A201905008) 高节能电机及控制技术国家地方联合工程实验室开放课题基金(KFKT201901) 河北省研究生创新资助项目(CXZZSS2019084) 

主　　题：压电 多自由度电机 模态分析 运动轨迹 摩擦模型 输出特性 

摘      要：提出一种三定子压电驱动式多自由度电机,介绍了电机的结构和基本工作原理,并基于有限元多物理场耦合软件,建立了三维固体力学-电学耦合仿真计算模型。首先,对电机定、转子在自由状态下进行模态分析,通过参数化与模态分析相关性大的结构参数,确定最优结构。其次进行了瞬态分析,确定随时间变化零载荷的动力学响应,分析定子不同倾斜的位置,对电机轨迹的影响,为转子的设计提供参考,验证了电机进行多自由度运转的可行性和合理性。并建立定、转子间的摩擦接触模型,分析电机的驱动原理。最后,研制样机并对样机进行机械输出特性试验,得出在不同激励频率下的X轴、Y轴、Z轴的输出转速,其中在频率匹配的情况下转速可分别达到29、17、16 r/min。