ボルト締めランジュバン型振動子を駆動源とする高トルク進行波型超音波モータの試作

使用螺栓连接朗之万型振动器作为驱动源的高扭矩行波超声波电机的原型制作

基本信息

批准号：
14750162
负责人：
里信純
金额：
$ 1.6万
依托单位：
Hiroshima University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

代表研究者は前年度までに、提案する高トルク進行波型超音波モータを構成する際の基本的な振動系であるボルト締めランジュバン型複合振動子を駆動源として円環にたわみ進行波を励振する振動系のうち、2つの直交するたわみ振動モードを一本の振動子の中に励振できるたわみ複合振動子を利用する構成について、その実現性を検討し、外径130mmの円環の外周部を、直径30mmの振動子で駆動するモータ構成で、印加電圧200Vrms、静的予圧172Nにおいて、最大トルク1.2Nm、最大効率3.8%を実験的に確認した。本年度は、この試作モータ、および以前に試作されたランジュバン型縦振動子を用いた構成も含めた特性解析モデルを構築し、計算機上で振動系の特性パラメータを様々に変化させることで、モータの限界性能を明らかにし、実験結果の理論的評価を行った。各振動子の圧電素子で行われる電気・機械エネルギー変換には機械系の振る舞いを等価な電気回路素子で置き換える電気的等価回路モデルを、ロータ・ステータの接触部に摩擦材として用いられる粘弾性材料には、ばねとダンパが並列に作用するフォークトモデルをそれぞれ用いたモデルを仮定した。その結果、摩擦材の粘性が、モータの回転速度、出力トルクに与える影響は小さく、出力効率のみに大きく作用することが分かった。また、実験的に得られた最大トルクが、与えられた電圧、静的予圧下ではモータがその限界性能を発揮したものであることが明らかになった。

直到上一年，代表研究人员还调查了使用挠度复杂振动器的配置的可行性用200VRMS的施加电压和172N的静态预紧力实现。今年，我们构建了一个特征性分析模型，其中包括使用该原型电机和先前原型的Langevin型纵向振荡器进行构造，并通过在计算机上改变振动系统的特征参数，我们阐明了电动机的限制性能，并进行了实验结果的理论评估。对于每个振荡器的压电元件进行的电气/机械能转换，是一种电气等效电路模型，用等效电路元件代替了机械系统的行为，而VOGT模型在该模型中，弹簧和平行板的弹簧和阻尼器的作用用于摩擦材料作为摩擦材料，用作摩擦材料，用于摩擦材料，用于rotor cotteror of cotor的摩擦材料。结果，发现摩擦材料的粘度对电动机的旋转速度和输出扭矩几乎没有影响，并且仅对输出效率产生很大的影响。还揭示了在实验上获得的最大扭矩是该电动机在给定的电压和静态预紧力下表现出限制性能。