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ANSYS短柱超声波电机支撑的研究(4)

时间:2017-06-10 15:33来源:毕业论文
加了闭环系统的稳定性,使得定位调整频率可高达 1kHz,而电磁电机仅能达到 100kHz 左右[14]。 1.2.2 超声波电机的特点与不足 特点:1)低速、大转矩[14] ;


加了闭环系统的稳定性,使得定位调整频率可高达 1kHz,而电磁电机仅能达到 100kHz
左右[14]。
1.2.2 超声波电机的特点与不足
特点:1)低速、大转矩[14]
;2)无电磁噪声、电磁兼容性好;3)动态响应快、
控制性能好;4)断电自锁;5)运行无噪声;6)微位移特性;7)结构简单、设计形
式灵活、自由度大,易实现小型化和多样化;8)易实现工业自动化流水线生产;9)
耐低温、真空,适合太空环境。
不足:1)输出功率小;2)效率较低;3)定转子界面间材料存在磨损;4)需要
专用高频电源;5)价格较高;6)超声波电机及其驱动控制装置的寿命跟其制作材料
有着极大的关系;7)缺乏通用的超声波电机优化设计及制造工艺;8)能量不能逆转
换。
1.2.3 超声波电机的应用
由于超声波电机的性能优良,如结构简单、体积小、低速大转矩、响应速度快、
定位精度、无电磁干扰等,超声波电机被认为在机器人、计算机、汽车、航空航天、
精密仪器仪表、伺服控制等领域有广阔的应用前景,有些领域已有成功应用[15]

照相机的调焦中的应用:     有限元法是求解偏微分方程的一种数值计算方法。它把求解区域看作由许多小
的,在节点外互相连接的子域构成,在每个子域给出偏微分方程的近似解。由于求解
域可以被离散成不同形状和尺寸的子域,所以它能较好地适应复杂几何形状和不同材
料特性求解域。目前有限元法已有较为成熟的商用软件系统,并在工程上取得了较为
广泛的应用。
对超声波电机而言,利用有限元分析方法进行仿真计算,可模拟实际电机定、转
子的振动、接触和边界条件情况,能够全面地了解系统运行细节,获得定量化的分析
结果,因而有限元法对分析超声波电机定子振动特性及接触情况非常有效。超声波电
机振动有限元分析主要包括静态分析、模态分析、谐响应分析、瞬态分析和接触分析,
其中基本和最最关键的是模态分析。分析的目的是通过对定、转子结构的静态受力分
析使二者静态弯曲一致,达到最优配合;通过对包含压电陶瓷在内的定子最在振幅处;
对柱体超声波电机而言,通过模态分析可获得压电陶瓷放置的最佳位置;通过谐响应
分析、计算结果与实测结果的比较,可以找到适宜的阻尼系数,以估计品质因数、电
导纳及定子的位移特性,并扩展到其他的定子设计;通过瞬态分析和接触分析,可以
分析电机的运动情况和进行接触界面的分析。此外,模态分析还是进行定子优化设计
的有力工具,通过定子振动模态分析,可以不断修正定子结构尺寸,从而找到符合要
求的振型和相应的共振频率。
有限元分析法对超声波电机的设计的性能分析都有十分重要的作用。目前,已有许多
版本的有限元分析软件,各具特色,并各有不同的用途和作用[16]

1.4 选题的现实意义
超声波电机利用压电材料具有的逆压电效应,将电能直接转变成机械振动能,并
利用摩擦转变成旋转或其它方式运动的驱动装置。与传统的电磁电机相比,它没有绕
组和磁性元件,具有结构简单、重量轻、单位体积获得的出力大(可直接驱动)、响应
速度快、控制精度高、没有电磁噪声和电磁兼容性好等优点,另外还具有耐低温,真
空等适合太空环境的特点。超声电机是一种新的自动控制执行器,是对传统电磁型电
机的突破和有力的补充,有很大的应用前景[17] ANSYS短柱超声波电机支撑的研究(4):http://www.youerw.com/zidonghua/lunwen_8957.html
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