內(nèi)容簡介：
碩士學(xué)位論文 基于等效電路分析的超聲電機振子動態(tài)特性研究，說明書共104頁。
【摘要】 超聲電機是一種應(yīng)用全新原理獲得驅(qū)動力的電機,它利用壓電陶瓷的逆壓電效應(yīng)使定子產(chǎn)生超聲波振動,通過定子和轉(zhuǎn)子間的摩擦力來驅(qū)動轉(zhuǎn)子。與傳統(tǒng)電機相比,它只有結(jié)構(gòu)緊湊、低速高轉(zhuǎn)矩、響應(yīng)快、不受磁場影響、斷電自鎖等優(yōu)點,因而具有廣闊的應(yīng)用前景。但是,由于超聲電機研究起步較晚,且系統(tǒng)呈現(xiàn)高度非線性,難于進(jìn)行控制,從而影響了其在實際中的廣泛應(yīng)用。應(yīng)用機電類比原理,建立超聲電機的等效電路模型,可以簡化超聲電機的驅(qū)動控制電路,本文正是在此基礎(chǔ)上對超聲電機的等效電路進(jìn)行了研究。 本研究主要完成了以下工作: 1、系統(tǒng)地總結(jié)了國內(nèi)外超聲電機的歷史和發(fā)展?fàn)顩r,介紹了超聲電機的特點及其應(yīng)用,對其研究難點和發(fā)展方向進(jìn)行了歸納和總結(jié),突出了本義研究內(nèi)容的迫切性。 2、簡要介紹了壓電效應(yīng)的定義和壓電陶瓷的特性,從壓電晶體的本構(gòu)關(guān)系出發(fā)推導(dǎo)出壓電方程,并重點介紹了描述壓電材料物理特性的幾個重要參數(shù);從機電能量轉(zhuǎn)換的角度入手介紹了壓電振子的振動模態(tài),及其諧振特性。 3、基于假設(shè)振型,利用分析動力學(xué)的Lagrange方程,建立了基于壓電陶瓷誘發(fā)應(yīng)變激振的超聲電機復(fù)合定子的機電動力學(xué)模型;采用振型假定法計算出超聲電機定子在該特定模態(tài)下的模態(tài)質(zhì)量、模態(tài)剛度、壓電陶瓷交變電壓激振的等效力系數(shù)。 4、根據(jù)機電類比原理,得到超聲電機定子的基本等效電路,并求得電路中的各參數(shù);在定子基本等效電路的基礎(chǔ)上,考慮預(yù)壓力、負(fù)載、溫度等因素的影響,據(jù)此行到較完善的定子等效電路模型;將所建立的等效電路模型在Matlab環(huán)境下仿真,并將仿真結(jié)果與實驗結(jié)果進(jìn)行比較,從而驗證所建等效電路模型的正確性。 5、對超聲電機進(jìn)行理論研究及仿真計算的基礎(chǔ)上,進(jìn)行了基于孤極反饋電壓測量的掃頻實驗、基于壓電陶瓷導(dǎo)納測量的掃頻實驗、預(yù)壓力對超聲電機輸出特性影響的實驗研究:確定了引起電機失效的原因并進(jìn)一步提出了改進(jìn)方案。
【關(guān)鍵詞】 行波超聲電機； 壓電陶瓷； 等效電路； 動態(tài)特性； 性能仿真；
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