一种具有纳米级步进特性的直线压电电机

一种具有纳米级步进特性的直线压电电机

论文摘要

为实现纳米级的定位精度,通过精密控制电机定/动子间的正压力和相对运动速度,以实现电机在一个周期内的精密步进运动。首先,在研究电机步进运动原理的基础上,设计了具有法向振动框特征的驱动足结构,可以获得驱动端法向振动和切向振动的独立解耦特性;其次,利用有限元法对定子驱动足进行了参数优化设计,获得了定子驱动足的主要结构尺寸;最后,制作电机样机并进行了定子振动特性实验和电机特性实验。定子振动特性实验结果表明:该电机在1~400Hz范围内能够使得驱动阶段和回程阶段具有不同的运动特性,上述两个运动阶段的动子运动位移差即为电机的运动步距,因而该电机具有更小的位移分辨率。机械输出特性实验结果表明:该电机在1~400Hz范围内分别具有微、纳米级步进运动特性,在1~30Hz内电机的位移分辨率最高可达11nm。综上,该电机在400Hz以内能实现微纳米定位精度,电机速度最高可达63.3μm/s。

论文目录

  • 引言
  • 1 电机的工作原理
  •   1.1 电机步进运动原理
  •   1.2 电机的结构原理和电激励方法
  • 2 电机的结构设计
  •   2.1 驱动足的结构
  •   2.2 驱动足结构参数设计
  •   2.3 电机的总体结构
  • 3 电机样机的实验研究
  •   3.1 电机系统的振动特性测试
  •   3.2 电机的步距特性测试
  •   3.3 电机的速度特性测试
  •   3.4 电机的推力-速度特性测试
  • 4 结束语
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 陈西府,李明,卢倩,黄卫清

    关键词: 直线电机,压电作动器,步进运动,纳米级分辨率,非共振

    来源: 振动.测试与诊断 2019年01期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅱ辑

    专业: 电力工业

    单位: 盐城工学院机械工程学院,广州大学机械与电气工程学院

    基金: 国家自然科学基金资助项目(51405420,51375224,51805465),江苏省自然科学基金资助项目(BK20140474),江苏省高校优秀中青年教师和校长境外研修计划资助项目,江苏高校“青蓝工程”资助人才项目(苏教2018-12)

    分类号: TM359.4

    DOI: 10.16450/j.cnki.issn.1004-6801.2019.01.030

    页码: 209-216+231

    总页数: 9

    文件大小: 2173K

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