方底座柱体超声波电机激励角度的研究

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摘要柱体超声波电机是近二十年来发展起来的一种新原理电机，较其他类型的超声波电机更具有力矩体积比高和可控性好的特点，在光学器械、医疗设备和航空航天等领域已经取得了应用。

本文首先回顾了超声波电机的发展历史和小型柱体超声波电动机在国内外的研究现状，确定了本文的研究内容，然后介绍了压电陶瓷的特性和柱体超声波电动机的运行机理。为了研究激励角度对定子运动的影响，在建立定子有限元模型基础上，对定子结构进行了谐响应分析。通过对结果的分析，最终找出了最佳激励角度。67650

毕业论文关键词柱体超声波电机定子激励角度谐响应分析

毕业设计说明书（论文）外文摘要

Title Research on Excitation Angle of Square Base Cylinder Ultrasonic Motor

Abstract

The cylindrical ultrasonic motor is a new type motor that has been developed in recent twenty years．It has the higher torque per volume and the better control ability compared with other kinds of ultrasonic motors．It has been adapted to optical，medical especially the aeronautics and astronautics fields.

In this paper, firstly, history of ultrasonic motor and research on miniature cylindrical piezoelectric ultrasonic motor is briefly reviewed, as well as the content and purpose of this dissertation. Secondly, characteristics of piezoelectric ceramic are introduced. In order to study the impact of excitation angle on the movement of the stator，On the basis of making the finite element model of stator, harmonic response analysis of the structure of stator are done. Through the analysis of the results, the optimal excitation angle is found.

Keywords Cylindrical ultrasonic motor Stator Excitation angle Harmonic response analysis

1 绪论1

1.1引言…1

1.2国外超声波电机的发展…1

1.3国内发展概况…2

1.4超声波电机的分类 3

1.5发展趋势 4

1.6 选题的意义…5

2 柱体超声波电动机理论基础及运行机理 6

2.1压电陶瓷及其特性…6

2.2压电效应与压电方程… 7

2.3压电陶瓷的振动模式 7

2.4柱体超声波电动机结构8

2.5小型柱体超声波电动机运行机理…8

3 对方底座柱体电机激励角度的谐响应分析… 10

3.1方底座柱体电机的特点…10

3.2研究的基本流程…10

3.3研究方法简介12

3.4 建模及求解过程…15

3.5 结果分析21

结论 … 26

致谢 … 27

参考文献28

1 绪论

内容提要：本章简要介绍了超声波电机并回顾了其发展历史，阐述了柱体超声波电机的研究进展以及应用现状，并指出下一步柱体超声波电机的发展趋势。

1.1 引言

超声波电机（简称USM)是一种利用压电陶瓷逆压电效应（在交变电场作用下，由压电陶瓷产生伸缩现象），通过各种伸缩振动模式的转换与耦合，将电能转化成超声波振动能(振动频率大于20khz)，并通过摩擦转变成旋转或直线运动的新原理电机。与传统电磁型电机相比，超声波电机没有绕组和磁极，具有结构简单、低速大力矩、重量轻、响应速度快、可直接驱动、电磁兼容性好、控制精度高、以及耐低温、真空等特点。它是一种涉及压电学、弹性力学、摩擦学、机械振动学、材料学、控制理论与技术和电力电子技术的多学科交叉的机电一体化产品。论文网