微型行波型超声波电机的研制

摘要

兴起于上世纪70年代的超声波电机(USM)，相对于传统电磁型电机具有一系列的优点，因此在某些场合超声波电机可作为电磁型电机的有利补充。自超声波电机诞生之日起，世界各国纷纷投入到超声波电机的研究行列当中，如前苏联、日本、美国、德国、中国、韩国等。其中以日本的研究最为成熟、最为广泛，掌握着关于超声波电机的大部分发明技术专利，且个别类型的超声波电机已实现了大规模的工业生产、商业化，如新生的行波型超声波电机、佳能公司用于数码相机镜头自动调焦的驱动电机等。 我国于上世纪80年代末开始加入超声波电机的研究，先后有20几个单位开展了USM的研究。各种类型的原理样机先后被研究出来，在电机结构和驱动控制方面，取得了不少的研究成果。但到目前为止，尚未有超声波电机用于商业用途的报道。要缩小与其他国家之间的差距，尚有许多研究工作要做。 本文中主要开展对小型行波型电机的研究。首先，介绍了超声波电机的发展历史、分类、特点及应用，并介绍了超声波电机的研究意义，在此基础上提出本文的研究内容； 其次，简要地介绍行波型超声波电机的结构及其工作原理，包括压电陶瓷的压电效应、性能描述，定子中驻波的产生及行波的合成，定子表面质点的运动，超声波电机对驱动电路的要求，及电机性能的影响因素； 随后，介绍了电机设计过程中ANSYS软件的应用，包括模态分析及谐响应分析； 在第4章介绍了样机的制造过程，主要是压电陶瓷的制造，驱动电路的调试，位置检测机构的设计等。 在笫5章，对实验样机的进行测试，并观测控制结果； 最后，总结全文，并提出今后的研究方向与展望。

目录

文摘

英文文摘

一、绪论

二、行波型超声波电机的结构及工作原理

三、ANSYS在超声波电机设计中的应用

四、样机及控制系统

五、样机测试

六、总结与展望

致谢

参考文献：

附录Ⅰ读研期间发表及录用的论文：