惯性驱动工频压电马达的设计与试验研究

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1、分类号：TM359.9单位代码：10183研究生学号：2015412091密级：公开吉林大学硕士学位论文（学术学位）惯性驱动工频压电马达的设计与试验研究DesignandExperimentalStudyofInertiaDrivenPowerFrequencyPiezoelectricMotor作者姓名：吴垠专业：机械设计及理论研究方向：微小机械与精密机械指导教师：杨志刚教授培养单位：机械科学与工程学院2018年5月————————————————————————惯性驱动工频压电马达的设计与试验研究———————————————

2、—————————DesignandExperimentalStudyofInertiaDrivenPowerFrequencyPiezoelectricMotor———————————————————————————————作者姓名：吴垠专业名称：机械设计及理论指导教师：杨志刚教授学位类别：工学硕士答辩日期：2018年5月26日本文由国家自然科学基金项目《工频压电式电机的驱动机理与实验研究》（项目编号：51607010）资助未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部

3、分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学博士(或硕士)学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿声明研究生院：本

4、人同意《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》出版章程的内容，愿意将本人的学位论文委托研究生院向中国学术期刊（光盘版）电子杂志社的《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿，希望《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》给予出版，并同意在《中国博硕士学位论文评价数据库》和CNKI系列数据库中使用，同意按章程规定享受相关权益。论文级别：■硕士□博士学科专业：机械设计及理论论文题目：惯性驱动工频压电马达的设计与试验研究作者签名：指导教师签名：年月日作者联系地址（邮编）：吉林省长春市南关区人民大街5988号（130025）作者联系电话：187061

5、13844摘要惯性驱动工频压电马达的设计与试验研究压电马达具有无电磁干扰、体积小、精度高、响应快、噪音低和断电保持等优点，能够运用在航空、航天、汽车、医疗和生活用品等多个领域。但是，目前主要研究对象为超声压电马达，低频压电马达鲜有研究，吉林大学焦晓阳博士将其驱动频率降低到288.3Hz，尚未出现驱动频率为50Hz的压电马达。本文结合国家自然科学基金项目“工频压电式电机的驱动机理与实验研究”（项目编号：51607010）开展研究，探讨了惯性驱动工频压电马达工作原理，并设计出一种惯性驱动工频压电马达，通过弹片、质量块和转盘尺寸的控制将

6、压电马达工作频率控制在50Hz，用无负载转速和零转速转矩衡量其性能。本文的具体研究内容如下：1、选择合适的压电陶瓷、金属基板和粘接材料，设计变截面压电振子，达到保护保护陶瓷的目的；探索可控且稳定的压电振子生产工艺工艺和检测方法，制造出合格的压电振子；研究变截面区域厚度、长度和宽度对压电振子刚度的具体影响。2、设计出惯性驱动工频压电马达的结构，详述弹片、预紧弹簧和连接块的结构设计。通过ANSYS仿真软件进行惯性驱动工频压电马达整机模态仿真分析，确定工作时的振动模态，辅助前期设计，初步确定弹片、预紧弹簧和连接块尺寸及材料。3、探索惯性

7、驱动工频压电马达的工作原理，建立纵向和扭转方向动力学模型，通过理论分析，确定定子与转盘纵向不分离条件和转子转动条件，从理论上探索惯性驱动工频压电马达的可行性。4、进行惯性驱动工频压电马达弹片、转盘和质量块对系统固有频率的影响实验；探索惯性驱动工频压电马达驱动电压与驱动频率对无负载转速的影响；探索惯性驱动工频压电马达驱动电压与驱动频率对零转速转矩的影响。本文结合振动力学探讨了惯性驱动工频压电马达工作原理，进行了惯性驱动工频压电马达设计与试验，提出惯性驱动低频压电马达频率控制方法，在同类结构设计方面具有借鉴意义。I关键词：变刚度，压电

8、振子，压电马达，工频驱动IIAbstractDesignandExperimentalStudyofInertiaDrivenPowerFrequencyPiezoelectricMotorThepiezoelectricmotorhasthead