变截式L定子纵振模态驱动的直线超声电机

来源期刊：控制工程2018年第3期

论文作者：贺红林 余九 廖永林 何文丛 凌普

文章页码：428 - 435

关键词：L形定子;直线超声电机;纵振模态;结构动力学优化;

摘    要：旨在丰富直线电机形式,提出基于变截式L结构驱动的直线超声电机原理及其压电换能结构。利用压电陶瓷激发定子横、纵杆的一阶纵振模态而在驱动足合成出椭圆轨迹,以推动动子作直线运动。将横杆和纵杆设计成变截面渐缩式结构,以利放大驱动足振幅。阐释了电机的超声振动驱动机理,推导出驱动足振动方程。构建了定子机电耦合动力学分析有限元模型及其频率一致性优化模型,解算出定子的优化尺寸并求取了电机工作模态,仿真出驱动足的瞬态振动响应、椭圆轨迹及调频、调压、调相振动特性。设计出电机装配结构,制成定子物理样机。通过模态、定频、扫频试验验证了电机原理有效。研究表明,在正常激励下,驱动足x、y向振幅可达4.7μm、3μm。该电机有望输出较大速度和推力。