CN201312268Y - 一种双膜片型定子的超声电机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种双膜片型定子的超声电机。现有技术的超声电机通常是单片压电陶瓷定子，输出的力矩同比只有双膜片定子的0.6～0.8，而驱动电压是双膜片定子1.5倍。同时在这种新型结构中，还设计了加工误差自调整转子，电磁信号屏蔽外壳，使其具有更广阔的应用价值。本实用新型的特征在于：所述的双膜片型定子的超声电机包括机座(12)、定子、转子、输出轴(6)和外壳(1)；所述的超声电机的驱动振子压电陶瓷为双膜片结构，粘接在定子弹性体(4)上；所述的转子输出接口为齿轮，与输出轴(6)上的齿轮啮合，用螺钉将外壳(1)和机座(12)连接构成超声电机。本实用新型提供了一种低速大力矩、电磁屏蔽性好、装配易行、又便于驱动控制的超声电机。
Description
技术领域
本实用新型属于微特电机领域，具体涉及一种双膜片型定子的超声电机
背景技术
超声电机是近几年发展起来的一种新原理电机，它没有磁钢和绕组，不依靠电磁感应传递能量，是利用压电陶瓷的逆压电效应，通过超声振动和摩擦耦合，将压电陶瓷材料的微观变形转换成转轴的宏观运动。具有结构简单、低速大力矩、电磁兼容性好、响应时间快、运动惯量小、控制精度高等特点，在伺服控制领域有着很好的应用前景。
从原理上讲超声电机的诸多特点是毋庸质疑的，但在实际应用中，受到压电材料、加工技术和控制技术的影响，往往达不到预期的要求。从低速特性(转速≤10rpm)上讲，以调频调速为例，速度越低，振动频率越远离谐振点，定子的振幅越小，振幅越小对定、转子的接触界面的光洁度和平面度要求越高，加工精度不够，将可能出现电机不工作或者转速在某些点不均匀。从电磁兼容特性看，超声电机本体的所有材料选用无磁性材料，在非工作状态下完全作到电磁的兼容性好，但是在工作状态下，由于高频驱动信号的施加，将会出现电磁干扰现象。这些将严重限制了实际应用。
本实用新型中超声电机分别从驱动源压电陶瓷、机械加工和驱动控制角度出发，对现有结构的电机进行了改进，将超声电机推向实际应用。
实用新型内容
本实用新型设计了一种双膜片型定子的超声电机，以满足实际应用中对低转速、大力矩、磁兼容特性好、控制精度高的要求。
为达到上述目的，本实用新型采取的技术方案为：
本实用新型的特殊之处在于：所述的双膜片型定子的超声电机包括机座(12)、定子、转子、输出轴(6)和外壳(1)；所述的超声电机的驱动振子压电陶瓷为双膜片结构，粘接在定子弹性体(4)上；所述的转子输出接口为齿轮，与输出轴(6)上的齿轮啮合，两者之间依次设置调整垫圈(10)、轴承1(7)、轴承2(8)和外壳(1)，用螺钉将外壳(1)和机座(12)连接构成超声电机。
上述的定子是由弹性体(4)和双膜片压电陶瓷振子(5)粘接组成，用螺钉(9)固定在机座上。
上述的转子是由带有齿轮的转子金属体(2)和摩擦片(3)粘接组成，设置在定子的上方，定子的齿顶与转子摩擦片相接触。
上述的机座(12)和外壳(1)设置屏蔽罩(14)，电机引出线为屏蔽线(13)。
本实用新型相对于现有技术，解决了以下问题：
1.其机械阻抗低，提高了机电耦合特性；
2.使电机的输出功率将提高1.5-2倍，转换效率提高1.3倍；
3.使电机在1-10rpm运行时的输出特性明显改善；
4.从超声电机的控制策略分析，更易进行驱动控制；
5.双膜片型振子工作振幅的提高，从而降低了对电机结构件的加工精度，更容易实现批量生产。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为B的局部放大图；
图3为转子的结构示意图；
图4为定子结构示意图。
图中：1-外壳 2-转子金属件 3-摩擦片 4-弹性体5-双膜片压电陶瓷振子 6-输出轴 7-轴承1 8-轴承29-紧固螺钉 10-调整垫圈 11-吸振橡胶 12-机座13-引出屏蔽线 14-屏蔽罩部分。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。参见图1，本实用新型包括机座12、定子、转子、输出轴6和外壳1。
驱动振子压电陶瓷为双膜片结构，根据驱动电压的不同，变化双膜片压电陶瓷振子5的厚度。
在驱动电压较低，输出力矩不变的情况下，双膜片压电陶瓷振子5的厚度为单片结构厚度的一半，选好配对陶瓷片，使用专用粘接夹具和中温电极胶形成双膜片振子。
在驱动电压变化不大，输出力矩增加的情况下，双膜片压电陶瓷振子的厚度为单片结构厚度0.6～0.8倍。
参见图3，转子是由带有齿轮的转子金属体2和摩擦片3粘接组成，设置在定子的上方，定子的齿顶与转子摩擦片3相接触。
参见图4，定子是由弹性体4和双膜片压电陶瓷振子5粘接组成，用紧固螺钉9固定在机座12上。
Claims (4)
1、一种双膜片型定子的超声电机，其特征在于：所述的双膜片型定子的超声电机包括机座(12)、定子、转子、输出轴(6)和外壳(1)；所述的超声电机的驱动振子压电陶瓷为双膜片结构，粘接在定子弹性体(4)上；所述的转子输出接口为齿轮，与输出轴(6)上的齿轮啮合，两者之间依次设置调整垫圈(10)、轴承1(7)、轴承2(8)和外壳(1)，用螺钉将外壳(1)和机座(12)连接构成超声电机。
2、根据权利要求1所述的一种双膜片型定子的超声电机，其特征在于：所述的定子是由弹性体(4)和双膜片压电陶瓷振子(5)粘接组成，用螺钉(9)固定在机座上。
3、根据权利要求1或2所述的一种双膜片型定子的超声电机，其特征在于：所述的转子是由带有齿轮的转子金属体(2)和摩擦片(3)粘接组成，设置在定子的上方，定子的齿顶与转子摩擦片相接触。
4、根据权利要求3所述的一种双膜片型定子的超声电机，其特征在于：所述的机座(12)和外壳(1)设置屏蔽罩(14)，电机引出线为屏蔽线(13)。
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| CN105156475A (zh) * | 2015-09-12 | 2015-12-16 | 北京科技大学 | 一种旋转调制径向球面永磁偏置磁轴承 |
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