基于半功率带宽法的行波超声电机谐响应分析

基于半功率带宽法的行波超声电机谐响应分析

论文摘要

该文以本单位研制的中空行波超声电机定子为对象,进行了有限元建模及谐响应仿真,发现定子阻尼比的设置对仿真结果的准确性影响较大。通过多普勒激光测振系统测得定子模态参数,利用半功率带宽法求出定子模态阻尼比,代入模型后仿真跟实测结果基本吻合,工作模态B011频率仿真误差为1.66%,振幅仿真误差为4.61%。将定子齿特征参数化,分析了齿距和齿高对定子模态的影响。根据低转速、大扭矩的电机设计目标选取了合适的齿参数,加工出新定子实物。基于同样阻尼比再次进行有限元仿真并对新定子进行激光测振,对比得到工作模态B011频率仿真误差为0.62%,振幅仿真误差为1.94%,验证了有限元谐响应仿真的准确性。此外,对原定子和新定子组装的电机进行性能测试,后者最高空载转速降低了30%,堵转扭矩提升了20%,符合预期设计。准确的参数化有限元模型有助于促进超声电机的快速化设计,提高了对符合电机目标功能的设计参数的选择效率。

论文目录

  • 0 引言
  • 1 定子工作模态阻尼比的测定
  •   1.1 半功率带宽法测定阻尼比原理
  •   1.2 定子振动模态及阻尼比的测试实验
  • 2 基于阻尼比的有限元模型验证
  •   2.1 参数化建模及谐响应分析
  •   2.2 齿特征优化及谐响应分析
  • 3 实物验证
  • 4 结束语
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 刘军,朱华,牛子杰,赵淳生

    关键词: 中空行波超声电机,有限元仿真,参数设计,模态阻尼比,谐响应分析

    来源: 压电与声光 2019年03期

    年度: 2019

    分类: 信息科技,工程科技Ⅱ辑

    专业: 电力工业

    单位: 南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室,西北农林科技大学机械与电子工程学院

    基金: 国家重点基础研究发展计划基金资助项目(2015CB057501),江苏高校优势学科建设工程基金资助项目

    分类号: TM359.9

    页码: 344-348

    总页数: 5

    文件大小: 1346K

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