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超声电机在南京航空航天大学的研究与发展 被引量:12
1
作者 赵淳生 《振动.测试与诊断》 EI CSCD 2005年第3期167-173,共7页
介绍了南京航空航天大学超声电机研究概况;叙述了南京航空航天大学超声电机研究中心在超声电机技术方面所取得的研究进展和成果;列举了该中心在研究超声电机中所解决的若干关键技术;总结了取得这些进展和成果的主要原因和经验。最后,提... 介绍了南京航空航天大学超声电机研究概况;叙述了南京航空航天大学超声电机研究中心在超声电机技术方面所取得的研究进展和成果;列举了该中心在研究超声电机中所解决的若干关键技术;总结了取得这些进展和成果的主要原因和经验。最后,提出了本中心当前的研究任务,展望了超声电机未来的发展。 展开更多
关键词 超声电机 行波 驻波 逆压电效应
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一种微型柱体超声电机的研究 被引量:35
2
作者 朱华 陈超 赵淳生 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第12期128-133,共6页
对压电陶瓷片的布局方式与力系数之间的关系进行了分析,证明了压电陶瓷片粘贴在金属弹性体一阶弯振的波谷位置时其激振效率是最高的。研制了一种新型定子结构的微型柱体超声电机。该电机直径5mm,长30mm,重量4.2g。当驱动电压峰峰值为20... 对压电陶瓷片的布局方式与力系数之间的关系进行了分析,证明了压电陶瓷片粘贴在金属弹性体一阶弯振的波谷位置时其激振效率是最高的。研制了一种新型定子结构的微型柱体超声电机。该电机直径5mm,长30mm,重量4.2g。当驱动电压峰峰值为200V,驱动频率为53kHz时,电机最大转速为350r/min,堵转力矩为2.5×10?3N?m。因为这种电机结构比较简单紧凑,便于实现进一步的微型化。所以又利用压电陶瓷管为激励元件,研制出直径2mm,长度7mm,重量为0.258g的微型柱体超声电机。在驱动电压峰峰值为60V,驱动频率75kHz时电机的转速为813r/min。文中详细介绍了这2个微型电机的工作原理、结构特点和设计方法。 展开更多
关键词 微型电机 超声电机 微机电系统 优化设计 模态分析
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超声电机寿命测试的方法研究 被引量:15
3
作者 陈乾伟 黄卫清 赵淳生 《振动.测试与诊断》 EI CSCD 2004年第1期19-22,共4页
介绍了超声电机寿命测试的原理和试验方法。利用计算机并行接口实现了对超声电机转速、运转周数和运转时间等数据的实时采集和对超声电机运转、停止的控制。该方法成功地应用于南京航空航天大学 TRU M系列行波型超声电机的寿命试验。经... 介绍了超声电机寿命测试的原理和试验方法。利用计算机并行接口实现了对超声电机转速、运转周数和运转时间等数据的实时采集和对超声电机运转、停止的控制。该方法成功地应用于南京航空航天大学 TRU M系列行波型超声电机的寿命试验。经测试 ,TRU M系列行波型超声电机的使用寿命达到了 30 0 h。 展开更多
关键词 超声电机 寿命 测试 运转周数 转速 软件设计
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杆式行波超声电机运动机理的研究 被引量:8
4
作者 黄卫清 马相林 +1 位作者 董迎晖 赵淳生 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2004年第2期48-51,共4页
本文介绍了作者发展的一种杆式行波超声电机的结构。基于振动和波动理论 ,深入研究了杆式行波超声电机的运行机理 ,推导了定子端面上任意质点运动轨迹 ,证明了在一定的激励条件下 ,定子端面沿Z向、径向和周向都可形成行波。描述了定子... 本文介绍了作者发展的一种杆式行波超声电机的结构。基于振动和波动理论 ,深入研究了杆式行波超声电机的运行机理 ,推导了定子端面上任意质点运动轨迹 ,证明了在一定的激励条件下 ,定子端面沿Z向、径向和周向都可形成行波。描述了定子端面某些点的运动轨迹的空间分布。还提出了定、转子间最佳接触角和有效椭圆的概念。这些都为设计高效率的杆式超声电机提供了理论依据。 展开更多
关键词 超声电机 弯曲振动 杆式行波型超声电机 运动机理 压电材料
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旋转型行波超声电机理论模型的仿真研究 被引量:15
5
作者 陈超 曾劲松 赵淳生 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2006年第2期129-133,共5页
建立了旋转型行波超声电机定、转子间的摩擦驱动模型,不仅考虑了接触界面上的纵向分布力,而且分析接触力沿周向和径向上的分量,在此基础上结合定子和转子的动力学模型得到了整个电机的机电耦合模型。文章分析了预压力影响电机驱动频率... 建立了旋转型行波超声电机定、转子间的摩擦驱动模型,不仅考虑了接触界面上的纵向分布力,而且分析接触力沿周向和径向上的分量,在此基础上结合定子和转子的动力学模型得到了整个电机的机电耦合模型。文章分析了预压力影响电机驱动频率的本质原因,说明该频率不能直接通过分析自由定子得到,最后通过数值计算分析了接触界面力对电机工作频率的影响,取得了与实验一致的结果。 展开更多
关键词 旋转型行波超声电机 模态 机电耦合 接触
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行波型超声电机速度测控系统的研究 被引量:8
6
作者 朱华 陈志华 +1 位作者 黄卫清 赵淳生 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2003年第3期215-217,共3页
研制了一种行波超声电机速度的计算机测试控制系统。实验结果表明,该控制系统可以准确测试本中心研制的 45mm压电行波型超声电机的启动关断性能,并解决了压电行波型电机由于长时间运转发热产生谐振频率漂移导致电机转速下降的问题,能进... 研制了一种行波超声电机速度的计算机测试控制系统。实验结果表明,该控制系统可以准确测试本中心研制的 45mm压电行波型超声电机的启动关断性能,并解决了压电行波型电机由于长时间运转发热产生谐振频率漂移导致电机转速下降的问题,能进行频率跟踪,从而保持电机转速的稳定。 展开更多
关键词 压电 超声电机 速度控制 谐振频率 计算机测试控制系统
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纵扭复合型压电超声电机的研究 被引量:13
7
作者 孙合明 魏守水 赵淳生 《南京航空航天大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2000年第5期603-607,共5页
概述了纵扭复合型超声电机研制过程中的几个关键技术问题。内容包括电机的工作原理 ,指出了压电陶瓷片的安放位置 ,确定了一种电机的结构形式 ,该结构形式能调节所需两共振频率趋于一致。用优化方法对该结构形式的定子进行动力学设计 ,... 概述了纵扭复合型超声电机研制过程中的几个关键技术问题。内容包括电机的工作原理 ,指出了压电陶瓷片的安放位置 ,确定了一种电机的结构形式 ,该结构形式能调节所需两共振频率趋于一致。用优化方法对该结构形式的定子进行动力学设计 ,提高了设计效率 ;驱动控制电路 ;电机加工中应注意的问题。最后装配了一台直径 45 m m的电机 ,实验表明电机具有一定的转速和扭矩。 展开更多
关键词 压电超声电机 纵扭复合型 工作原理 结构形式
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旋转型行波超声电机中三维接触机理的研究 被引量:31
8
作者 陈超 赵淳生 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第21期149-155,共7页
通过分析旋转型行波超声电机接触界面上的相对运动趋势和动力传递机理,指出定、转子存在径向滑动的现象,由此建立了考虑径向滑动的三维接触模型,并提出描述径向滑动趋势大小的指标——摩擦角,在此基础上结合定子与转子的动力学描述得到... 通过分析旋转型行波超声电机接触界面上的相对运动趋势和动力传递机理,指出定、转子存在径向滑动的现象,由此建立了考虑径向滑动的三维接触模型,并提出描述径向滑动趋势大小的指标——摩擦角,在此基础上结合定子与转子的动力学描述得到了整个电机的数学模型。文章通过仿真得到了界面上切向接触作用力的分布规律和滑动摩擦导致的能量损失情况,分析了径向滑移对电机输出特性的影响,结果与实验吻合。而以往文献的接触模型由于忽略了界面上的径向滑动造成的损耗,其性能仿真与实验结果有较大偏差,由此证明了径向滑移对电机机械性能的影响是不容忽视的。 展开更多
关键词 旋转型行波超声电机 接触模型 径向滑动 摩擦角 机械性能
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基于LC谐振的超声电机驱动器的研究 被引量:31
9
作者 李华峰 赵淳生 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第23期144-148,共5页
根据超声电机的容性负载特性,提出了利用LC进行谐振升压的无变压器式驱动电路。分析了输出信号中各次谐波幅值和能量比与驱动信号占空比和谐振周期之间的关系,据此提出了驱动电路的设计准则。应用此电路驱动直径为5mm的超声电机,输出电... 根据超声电机的容性负载特性,提出了利用LC进行谐振升压的无变压器式驱动电路。分析了输出信号中各次谐波幅值和能量比与驱动信号占空比和谐振周期之间的关系,据此提出了驱动电路的设计准则。应用此电路驱动直径为5mm的超声电机,输出电压峰峰值达200V以上,电机运转良好,证明了此电路对于驱动小功率超声电机的实用性和可靠性,为驱动器的进一步集成化奠定了基础。 展开更多
关键词 超声电机 驱动器 谐振 小型化 匹配电感
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多自由度超声电机研究的一些新进展 被引量:13
10
作者 李志荣 黄卫清 赵淳生 《振动.测试与诊断》 EI CSCD 2003年第3期161-164,共4页
多自由度超声电机是从九十年代初开始研究的、在单自由度超声电机的基础上发展起来的一种新型电机。由于这种电机能提供两个或两个以上自由度的运动 ,且具有超声电机本身的独特优点 ,因而有广阔的应用前景。文中列举了几种最新出现的多... 多自由度超声电机是从九十年代初开始研究的、在单自由度超声电机的基础上发展起来的一种新型电机。由于这种电机能提供两个或两个以上自由度的运动 ,且具有超声电机本身的独特优点 ,因而有广阔的应用前景。文中列举了几种最新出现的多自由度超声电机 ,阐述了它们的结构、工作原理和特点 。 展开更多
关键词 多自由度超声电机 定子 工作原理 结构
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薄型超声电机两相及单相激励时的工作机理分析与实验研究 被引量:4
11
作者 郭辉 谭台哲 +1 位作者 宁新宝 赵淳生 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第10期153-157,共5页
该文对环状超声电机定子中的行波的特征进行了分析,探讨了行波状态下电机定子端面质点椭圆运动轨迹与矩形板表面质点椭圆运动轨迹之间的差异。指出了圆环定子内圆周侧面中的部分区域具有对电机转子的推动作用。据此设计了一种可实现电... 该文对环状超声电机定子中的行波的特征进行了分析,探讨了行波状态下电机定子端面质点椭圆运动轨迹与矩形板表面质点椭圆运动轨迹之间的差异。指出了圆环定子内圆周侧面中的部分区域具有对电机转子的推动作用。据此设计了一种可实现电机薄型化的新结构,并制作了样机,完成了电机定子性能测试和电机运行实验。运行实验结果表明,样机运转平稳,具有较大的输出转矩。实验中还发现,电机在只输入单相交变电压时仍能实现正常运转,分析了这一现象产生的机理。依据上述机理,可以设计一种新型驻波超声 电机。 展开更多
关键词 薄型超声电机 两相激励 单相激励 工作机理 实验 定子 转子
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旋转型行波超声电机定子的子结构模型研究 被引量:15
12
作者 陈超 赵淳生 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第2期238-242,共5页
按照旋转型行波超声电机定子的结构特点将其划分为几个较简单的子结构,分别对其进行了动态特性分析,最后在子结构模态综合法的基础上建立了整个定子的分析模型。该模型可以很方便地计算电机定子的各阶模态,并且由于运用Guyan静力法将定... 按照旋转型行波超声电机定子的结构特点将其划分为几个较简单的子结构,分别对其进行了动态特性分析,最后在子结构模态综合法的基础上建立了整个定子的分析模型。该模型可以很方便地计算电机定子的各阶模态,并且由于运用Guyan静力法将定子齿单元的刚度和质量凝聚到基体之上,不仅恰当地描述了齿对定子动态特性的影响,而且达到了缩减计算量的目的。通过算例和实验说明此理论模型是可行的,可用于电机系统性能预测和参数优化设计。 展开更多
关键词 超声电机 子结构 定子 数学模型 Guyan静力法
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压电陶瓷片在杆式超声电机中最佳位置的研究 被引量:12
13
作者 陶征 董迎晖 赵淳生 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2004年第1期20-23,34,共5页
以杆式超声电机为研究对象,通过理论分析、计算机模拟和实验研究等,得出了压电陶瓷片在杆式超声电机振子中的安放位置,即压电陶瓷片应安放在压电振子应变最大处。该结论为优化设计杆式超声电机提供了一个重要理论依据。
关键词 杆式超声电机 弯曲振动 纵向振动
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超声电机的试验研究 被引量:21
14
作者 赵淳生 黄卫清 《振动.测试与诊断》 EI CSCD 2003年第1期1-5,共5页
叙述了实验研究对超声电机技术发展的重要性。简明地介绍了自南京航空航天大学超声电机研究中心创建以来 ,超声电机实验仪器设备的建设情况和超声电机试验研究的进展。重点地叙述了超声电机零、部件模态试验、瞬态试验和机械特性试验等... 叙述了实验研究对超声电机技术发展的重要性。简明地介绍了自南京航空航天大学超声电机研究中心创建以来 ,超声电机实验仪器设备的建设情况和超声电机试验研究的进展。重点地叙述了超声电机零、部件模态试验、瞬态试验和机械特性试验等的试验目的、方法、仪器设备及一些经验体会 ,并列举了若干典型试验结果。最后指出 :为了进一步提高超声电机产品质量 ,扩大超声电机的应用市场 ,还需继续改进老的试验系统 。 展开更多
关键词 超声电机 模态试验 机械特性 振动测试
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圆柱-球体三自由度超声电机的研究 被引量:7
15
作者 李志荣 黄卫清 赵淳生 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2005年第5期486-489,共4页
从实现圆柱-球体多自由度超声电机的运动原理和提高其输出性能的角度出发,提出了该种电机设计的基本要求。在此基础上,设计了一种新的电机定子结构,并用有限元法对该定子进行了模态分析和设计计算。依据设计结果,制作了样机。实验结果表... 从实现圆柱-球体多自由度超声电机的运动原理和提高其输出性能的角度出发,提出了该种电机设计的基本要求。在此基础上,设计了一种新的电机定子结构,并用有限元法对该定子进行了模态分析和设计计算。依据设计结果,制作了样机。实验结果表明,定子的工作模态基本上满足其设计要求,电机的输出性能较以前有了大幅度的提高。同时也证明所采用的设计方法是正确的。 展开更多
关键词 多自由度 超声电机 定子 模态
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超声电机在真空环境下的负载特性试验研究 被引量:8
16
作者 苏娜 芦丹 赵淳生 《振动.测试与诊断》 EI CSCD 2006年第2期151-153,共3页
为了研究超声电机在真空环境下的驱动行为,设计了一套测试装置。通过该装置实现了对超声电机负载力矩的施加以及在真空环境下对超声电机转速、转矩的测量。试验结果表明,超声电机可以在真空环境下工作,但性能较常态环境下有所变化,其空... 为了研究超声电机在真空环境下的驱动行为,设计了一套测试装置。通过该装置实现了对超声电机负载力矩的施加以及在真空环境下对超声电机转速、转矩的测量。试验结果表明,超声电机可以在真空环境下工作,但性能较常态环境下有所变化,其空载转速明显下降,堵转力矩有所增大。 展开更多
关键词 超声电机 真空 负载特性 测试
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一种新型多定子直线型超声电机的研究 被引量:8
17
作者 黄卫清 黄国庆 赵淳生 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2004年第6期451-453,459,共4页
直线型超声电机具有可直接驱动、精度高、响应快、适用于真空环境等优点,但驱动力较小。为提高工作台的负载能力,该文提出并研制了一种多定子直线型超声电机。样机由两个定子和一个动子(与工作台台面相联)组成。定子是一个利用1阶纵振和... 直线型超声电机具有可直接驱动、精度高、响应快、适用于真空环境等优点,但驱动力较小。为提高工作台的负载能力,该文提出并研制了一种多定子直线型超声电机。样机由两个定子和一个动子(与工作台台面相联)组成。定子是一个利用1阶纵振和2阶弯振、带双足的兰杰文振子,双足交替驱动。讨论了该电机的驱动机理,对定子的结构进行了优化设计,给出了定子、动子、工作台一体化的设计方案,并对电机的输出性能做了初步的实验研究。 展开更多
关键词 直线型超声电机 多定子 精密工作台
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行波型超声电机速度控制技术的研究 被引量:7
18
作者 陈志华 赵淳生 黄卫清 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2005年第4期427-430,共4页
当超声电机的驱动器处于开环工作时,超声电机的转速与驱动频率之间的关系表现为时变的非线性;同时其正向和反向的速度特性也常不一致,这给超声电机的应用造成了很大的障碍。该文首先推导出行波型超声电机定子上的孤极传感器反馈电压与... 当超声电机的驱动器处于开环工作时,超声电机的转速与驱动频率之间的关系表现为时变的非线性;同时其正向和反向的速度特性也常不一致,这给超声电机的应用造成了很大的障碍。该文首先推导出行波型超声电机定子上的孤极传感器反馈电压与其转速之间的关系。据此,作者设计和制造了速度控制器。其次,针对行波型超声电机的正向和反向速度特性不一致的情况,提出一种正、反向速度平衡补偿算法,并用硬件实现了平衡补偿控制器。实验结果表明:在驱动器中添加这个速度控制器和平衡补偿控制器后,不仅使行波型超声电机的速度特性对指令电压具有非时变的线性关系,而且使它的正、反向速度特性具有良好的一致性。这一研究成果为行波型超声电机在我国的实际应用扫除了技术障碍,也为其他类型超声电机速度控制技术的研究提供了有效的途径。 展开更多
关键词 超声电机 速度控制 频率跟踪
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纵扭型压电超声电机的摩擦特性仿真研究 被引量:3
19
作者 孙合明 赵淳生 +1 位作者 朱晓东 高亹 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第4期624-625,共2页
建立了纵扭复合型压电超声电机输出扭矩的数学模型 .根据模型讨论了预压力Fpre、纵振激振电压VL、扭振激振电压Vt、摩擦力f、电机的输出扭矩Mout、转子转速ωR 和扭振子振动速度ωV 等的关系 .在实验中发现 :电机的最大输出扭矩并不总... 建立了纵扭复合型压电超声电机输出扭矩的数学模型 .根据模型讨论了预压力Fpre、纵振激振电压VL、扭振激振电压Vt、摩擦力f、电机的输出扭矩Mout、转子转速ωR 和扭振子振动速度ωV 等的关系 .在实验中发现 :电机的最大输出扭矩并不总是随扭振激振电压Vt 的增大而增大 ,当扭振子输入电压达到 30 0V以后 ,电机的最大输出扭矩不再增加 ,而是有一最大值 ,当扭振子输入电压达到 35 0V时 ,电机的最大输出扭矩达 1N·m .可用上述模型解释这种现象 . 展开更多
关键词 纵扭型压电超声电机 摩擦特性 仿真 模型
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基于DSP的超声电机测控平台的研究 被引量:9
20
作者 陈志华 赵淳生 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2003年第6期469-471,共3页
超声电机的工作原理与传统的电磁电动机不同,其驱动控制方法也不同。该文针对超声电机的工作特点,提出了一套基于数字信号处理器(DSP)的超声电机测控平台,它由高速DSP、高速A/D、高速D/A和CPLD等器件组成,集数据采集和超声电机专用接口... 超声电机的工作原理与传统的电磁电动机不同,其驱动控制方法也不同。该文针对超声电机的工作特点,提出了一套基于数字信号处理器(DSP)的超声电机测控平台,它由高速DSP、高速A/D、高速D/A和CPLD等器件组成,集数据采集和超声电机专用接口于一体,非常适用于研究超声电机的工作状态测试及其控制技术。 展开更多
关键词 超声电机 数字信号处理器 测量 控制 直接数字合成
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