南京航空航天大學(xué)超聲電機(jī)技術(shù)國家工程實(shí)驗(yàn)室王金鵬博士等，研究并提出了一種通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)以提高超聲電機(jī)速度穩(wěn)定性、可靠性的創(chuàng)新方法。經(jīng)試驗(yàn)表明，改進(jìn)后的超聲電機(jī)波動率大大降低，結(jié)構(gòu)更加簡單，減小了體積，減輕了重量，降低了成本，對促進(jìn)超聲電機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展及推廣應(yīng)用具有重大意義。
超聲電機(jī)是20世紀(jì)八十年代迅速發(fā)展起來的一種全新概念的微特電機(jī)。它是振動和波動學(xué)、材料科學(xué)、電力電子、自動控制和超精加工等多個學(xué)科發(fā)展和綜合的結(jié)晶，它突破了傳統(tǒng)電機(jī)的概念，具有電磁兼容性好，噪聲小，可在真空和高、低溫下工作，形狀多樣化，效率不隨尺寸減小而下降。
我國超聲電機(jī)技術(shù)產(chǎn)業(yè)化所需要解決的關(guān)鍵問題是：壓電材料的制備技術(shù);超聲電機(jī)的非線性特性;超聲電機(jī)的制造技術(shù)。本項(xiàng)目是對制造技術(shù)方面進(jìn)行研究。TRUM-60型超聲電機(jī)是行波型旋轉(zhuǎn)超聲電機(jī)，提出了單軸承支撐附加調(diào)心結(jié)構(gòu)的方案。
行波型旋轉(zhuǎn)超聲電機(jī)簡稱超聲電機(jī)(USM)，是超聲電機(jī)中發(fā)展最早、技術(shù)相對最為成熟且產(chǎn)業(yè)化和工程應(yīng)用也較為成功的一種超聲電機(jī)。因?yàn)槎ㄗ诱駝拥念l率超過20kHz,屬于超聲頻段，所以常常被稱為“超聲電機(jī)”，或者“超聲波馬達(dá)”。由于其特殊的原理和結(jié)構(gòu)，超聲電機(jī)與電磁電機(jī)相比具有許多突出的特點(diǎn)，如：不產(chǎn)生磁場干擾，斷電自鎖，響應(yīng)快，推力/重量比大，結(jié)構(gòu)簡單，形式靈活多樣等。所以，作為控制系統(tǒng)的執(zhí)行器有著廣泛的應(yīng)用前景，已經(jīng)被應(yīng)用于精密定位等方面。然而，隨著高新技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)用系統(tǒng)對運(yùn)動過程的控制精度提出了更高的要求，提高速度穩(wěn)定性是超聲電機(jī)廣泛用于精密控制系統(tǒng)的必要條件。
行波型超聲電機(jī)速度穩(wěn)定性與定、轉(zhuǎn)子間的接觸界面密切相關(guān)。發(fā)表在《中國電機(jī)工程學(xué)報(bào)》2011年10月第29期的《行波型旋轉(zhuǎn)超聲電機(jī)速度穩(wěn)定性的研究》，提出了通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)以提高速度穩(wěn)定性的一種方法。
為了提高行波型旋轉(zhuǎn)超聲電機(jī)速度穩(wěn)定性，論文分析了現(xiàn)有雙軸承支撐情況下，加工和裝配誤差對速度穩(wěn)定性的影響，認(rèn)為沿圓周壓力不均衡是造成速度波動的主要原因之一。提出了單軸承支撐附加調(diào)心結(jié)構(gòu)的方案，使接觸界面實(shí)現(xiàn)壓力自平衡。理論和實(shí)驗(yàn)分析表明，這種方案使接觸界面的壓力分布更加均勻，速度穩(wěn)定性更好。與原結(jié)構(gòu)進(jìn)行對比實(shí)驗(yàn)，結(jié)果在超聲電機(jī)輸出力矩、速度范圍等主要性能指標(biāo)基本一致的情況下，超聲電機(jī)的空載速度波動率降低了約40.0%，波動范圍達(dá)到±2.0%以內(nèi)。
為了能在超聲電機(jī)產(chǎn)業(yè)化的大潮中占得一席之地，南京航空航天大學(xué)趙淳生院士團(tuán)隊(duì)成立了自己的萬瑪超聲電機(jī)公司，為將先進(jìn)的科研成果迅速轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力創(chuàng)建了良好的平臺。
超聲電機(jī)是20世紀(jì)八十年代迅速發(fā)展起來的一種全新概念的微特電機(jī)。它是振動和波動學(xué)、材料科學(xué)、電力電子、自動控制和超精加工等多個學(xué)科發(fā)展和綜合的結(jié)晶，它突破了傳統(tǒng)電機(jī)的概念，具有電磁兼容性好，噪聲小，可在真空和高、低溫下工作，形狀多樣化，效率不隨尺寸減小而下降。
我國超聲電機(jī)技術(shù)產(chǎn)業(yè)化所需要解決的關(guān)鍵問題是：壓電材料的制備技術(shù);超聲電機(jī)的非線性特性;超聲電機(jī)的制造技術(shù)。本項(xiàng)目是對制造技術(shù)方面進(jìn)行研究。TRUM-60型超聲電機(jī)是行波型旋轉(zhuǎn)超聲電機(jī)，提出了單軸承支撐附加調(diào)心結(jié)構(gòu)的方案。
行波型旋轉(zhuǎn)超聲電機(jī)簡稱超聲電機(jī)(USM)，是超聲電機(jī)中發(fā)展最早、技術(shù)相對最為成熟且產(chǎn)業(yè)化和工程應(yīng)用也較為成功的一種超聲電機(jī)。因?yàn)槎ㄗ诱駝拥念l率超過20kHz,屬于超聲頻段，所以常常被稱為“超聲電機(jī)”，或者“超聲波馬達(dá)”。由于其特殊的原理和結(jié)構(gòu)，超聲電機(jī)與電磁電機(jī)相比具有許多突出的特點(diǎn)，如：不產(chǎn)生磁場干擾，斷電自鎖，響應(yīng)快，推力/重量比大，結(jié)構(gòu)簡單，形式靈活多樣等。所以，作為控制系統(tǒng)的執(zhí)行器有著廣泛的應(yīng)用前景，已經(jīng)被應(yīng)用于精密定位等方面。然而，隨著高新技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)用系統(tǒng)對運(yùn)動過程的控制精度提出了更高的要求，提高速度穩(wěn)定性是超聲電機(jī)廣泛用于精密控制系統(tǒng)的必要條件。
行波型超聲電機(jī)速度穩(wěn)定性與定、轉(zhuǎn)子間的接觸界面密切相關(guān)。發(fā)表在《中國電機(jī)工程學(xué)報(bào)》2011年10月第29期的《行波型旋轉(zhuǎn)超聲電機(jī)速度穩(wěn)定性的研究》，提出了通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)以提高速度穩(wěn)定性的一種方法。
為了提高行波型旋轉(zhuǎn)超聲電機(jī)速度穩(wěn)定性，論文分析了現(xiàn)有雙軸承支撐情況下，加工和裝配誤差對速度穩(wěn)定性的影響，認(rèn)為沿圓周壓力不均衡是造成速度波動的主要原因之一。提出了單軸承支撐附加調(diào)心結(jié)構(gòu)的方案，使接觸界面實(shí)現(xiàn)壓力自平衡。理論和實(shí)驗(yàn)分析表明，這種方案使接觸界面的壓力分布更加均勻，速度穩(wěn)定性更好。與原結(jié)構(gòu)進(jìn)行對比實(shí)驗(yàn)，結(jié)果在超聲電機(jī)輸出力矩、速度范圍等主要性能指標(biāo)基本一致的情況下，超聲電機(jī)的空載速度波動率降低了約40.0%，波動范圍達(dá)到±2.0%以內(nèi)。
為了能在超聲電機(jī)產(chǎn)業(yè)化的大潮中占得一席之地，南京航空航天大學(xué)趙淳生院士團(tuán)隊(duì)成立了自己的萬瑪超聲電機(jī)公司，為將先進(jìn)的科研成果迅速轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力創(chuàng)建了良好的平臺。
關(guān)鍵字：超聲電機(jī)
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