縱扭復(fù)合型超聲電機(jī)的小型化及其在遮陽系統(tǒng)中的應(yīng)用.pdf

1、本課題來源于國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目(No.50735002)以及南京航空航天大學(xué)基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)科研項(xiàng)目青年科技創(chuàng)新基金(No.56V1028)。
　　縱扭復(fù)合型超聲電機(jī)具有大扭矩/體積比、可控性強(qiáng)、正反轉(zhuǎn)特性一致、低速穩(wěn)定性好、動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能好等特點(diǎn)，在設(shè)備的驅(qū)動(dòng)與控制技術(shù)方面有廣闊的應(yīng)用前景。傳統(tǒng)縱扭復(fù)合型超聲電機(jī)由于扭振壓電陶瓷成本高、預(yù)緊螺栓不利于結(jié)構(gòu)小型化等缺點(diǎn)降低了其實(shí)用性以及應(yīng)用范圍。本文從應(yīng)力型縱扭復(fù)合型超聲電機(jī)

2、的結(jié)構(gòu)及原理出發(fā)，對電機(jī)小型化設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)及應(yīng)用進(jìn)行研究以降低成本并增大適用范圍。主要研究內(nèi)容如下：
　　研究了應(yīng)力型縱扭復(fù)合型超聲電機(jī)的驅(qū)動(dòng)機(jī)理，分析了壓電陶瓷的壓電效應(yīng)及裝配方式，提出了兩種小型化研究方向。
　　通過對Φ10mm小型雙轉(zhuǎn)子應(yīng)力型縱扭復(fù)合超聲電機(jī)支撐結(jié)構(gòu)、加工裝配、預(yù)壓力、縱扭頻率一致性調(diào)節(jié)、摩擦材料選擇等方面對電機(jī)輸出性能的影響的研究，為電機(jī)小型化設(shè)計(jì)提供了參考依據(jù)。試制了多臺(tái)樣機(jī)，最大轉(zhuǎn)矩0.12N·m。

3、
　　建立了應(yīng)力型縱扭復(fù)合超聲電機(jī)的定轉(zhuǎn)子接觸模型，并通過與Φ20mm樣機(jī)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對比檢驗(yàn)了模型的準(zhǔn)確性，并提出了模型可改進(jìn)的方向。
　　提出了一種新型貼片式應(yīng)力型縱扭復(fù)合超聲電機(jī)小型化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，該電機(jī)利用矩形壓電陶瓷d31效應(yīng)的橫向伸縮變形來激勵(lì)出縱振模態(tài)和扭振模態(tài)。對電機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了有限元仿真及優(yōu)化，試制了原理樣機(jī)，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了其縱扭振激勵(lì)原理的可行性。
　　根據(jù)應(yīng)力型縱扭復(fù)合超聲電機(jī)的特點(diǎn)設(shè)計(jì)出用于智能遮陽系統(tǒng)的百葉