新型行波直线超声电机的结构与有限元分析

作者：杨淋; 陈亮; 任韦豪; 张蕉蕉; 唐思宇

来源：振动.测试与诊断, 2022, 42(03): 439-613.

DOI：10.16450/j.cnki.issn.1004-6801.2022.03.004

• 行波
• 直线超声电机
• 有限元法
• 动力学模型

提出了一种新型行波直线超声电机结构，该电机利用2个固有频率接近的面内弯曲模态叠加形成沿周向传播的行波，从而驱动动子做直线运动。首先，基于有限元法建立了考虑定、动子三维接触的整机动力学模型，对定子结构尺寸进行设计；其次，通过该模型分析了定、动子之间的接触力传递过程、电机的驱动机理、电机稳定运行时驱动足的椭圆运行轨迹、电机的启停特性以及不同输入参数下电机的输出性能等动力学特性；最后，试制原理样机，搭建实验平台对电机性能进行测试。研究结果表明：该电机工作原理可行，机械输出性能良好；所建立的有限元模型合理，使用该模型能预测电机的性能，并进一步指导电机的设计及优化。

• 单位
  野战工程学院; 机械结构力学及控制国家重点实验室; 南京航空航天大学; 中国科学院; 中国人民解放军陆军工程大学