非鉛化可能な定在波屈曲振動板による新しい非接触駆動方式の超音波モータの検討
采用无铅驻波弯曲膜片的新型非接触驱动型超声波电机的研究
基本信息
- 批准号:21920022
- 负责人:
- 金额:$ 0.38万
- 依托单位:
- 依托单位国家:日本
- 项目类别:Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
- 财政年份:2009
- 资助国家:日本
- 起止时间:2009 至 无数据
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
○研究目的:定在波屈曲振動円板を用いた,新しい非接触駆動方式の超音波モータを試作し,その動作検証を行うことによって,非鉛化可能な圧電単結晶を用いた非接触超音波モータの実現の可能性を得る。○研究方法:1.圧電振動円板とロータおよび周囲の空気の相互作用を考慮した有限要素法解析を用いて,2枚の定在波屈曲振動円板で挟まれたギャップ空間内の音場の周波数特性や時間変化を解析した。2.上記の解析結果に基づいて,ロータの上下に2枚の定在波屈曲振動円板ステータを配置した構造の非接触型超音波モータを作製した。3.ステータの電気端子からギャップ空間の音響インピーダンスを実測し,その特性から最適構造の確認を実験的に行った。4.試作した非接触超音波モータにおける,2つのステータの位置角度差や駆動電圧の位相差,ギャップ長に対するモータ特性を測定し,本研究で提案するロータの非接触駆動方式の原理検証を実験的に行うとともに,従来の同型縮退モードを利用した駆動方式との特性比較を行った。○研究成果:1.定在波屈曲振動円板を用いてロータの非接触回転に成功し,非鉛化可能な圧電単結晶を用いた非接触超音波モータの実現の可能性を得た。2.2つの定在波屈曲振動円板ステータの位置角度差を振動モードの円周方向周期の1/4にし,かつ,駆動電圧の位相差を90°にしたときに,ロータ上下のギャップ内の音場が円周方向の進行波になるという有限要素法解析結果を得た。また,そのとき,実験的に最も高いモータ特性が得られ,約3Vという低い駆動電圧で,約2200rpmの高速回転を実現した。3.従来の同型縮退モードを利用した駆動方式の非接触型超音波モータと比較して,最大回転速度で約1.3倍,最大起動トルクで約1.8倍,最大効率で約2.6倍の特性の向上を実現した。また,従来よりも約2.5~6.0倍の比較的広いギャップ長範囲で動作し,駆動電圧は約1/4倍に低電圧化できた。
○ Purpose of research: To test the ultrasonic vibration mode of fixed wave buckling vibration plate, new non-contact vibration mode, and to verify the operation mode, so as to obtain the possibility of non-lead voltage crystallization.○ Research methods:1. The finite element method is used to analyze the interaction between the frequency and the frequency of the acoustic field in the piezoelectric vibrating plate, and the frequency and time characteristics of the acoustic field in the piezoelectric vibrating plate are analyzed. 2. The above analysis results show that the two stationary waves in the upper and lower parts of the vibration plate are configured to control the non-contact ultrasonic wave. 3. The electrical terminal of the temperature field is tested, and the characteristics of the temperature field are determined. 4. In this paper, we propose a theoretical model of non-contact ultrasonic vibration mode, and compare the characteristics of non-contact ultrasonic vibration mode with those of non-contact ultrasonic vibration mode.○ Research results:1. Non-contact return of stationary wave buckling vibration plate was successfully achieved, and the possibility of non-lead-based voltage crystallization was realized by non-contact ultrasonic vibration. 2.2 The analysis results of finite element method are obtained by analyzing the phase difference of dynamic voltage at 1/4 of the period in the circumferential direction of the vibration plate, the phase difference of dynamic voltage at 90°, and the progressive wave in the circumferential direction of the vibration plate. The maximum operating speed of the system is about 3V and the maximum operating speed of the system is about 2200rpm. 3. Compared with the non-contact ultrasonic wave with the same type of retraction mode, the maximum retraction speed is about 1.3 times, the maximum starting speed is about 1.8 times, and the maximum efficiency is about 2.6 times. In addition, the power supply is about 2.5~6.0 times longer than the power supply, and the power supply is about 1/4 times lower than the power supply.
项目成果
期刊论文数量(36)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
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LiNbO_3矩形板单相驱动电机晶体第二转角特性差异
- DOI:
- 发表时间:2010
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:田村英樹;諸岡孝憲;山吉康弘;青柳学;高野剛浩;広瀬精二
- 通讯作者:広瀬精二
単相駆動モータ用モード結合LiNbO_3矩形板の結晶カット角の検討
单相驱动电机模耦合LiNbO_3矩形板晶体切角检验
- DOI:
- 发表时间:2010
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:田村英樹;諸岡孝憲;山吉康弘;青柳学;高野剛浩;広瀬精二
- 通讯作者:広瀬精二
定在波屈曲振動円板を用いた非接触型超音波モータの特性と有限要素法による音場解析
驻波弯曲振动盘非接触式超声波电机特性及有限元声场分析
- DOI:
- 发表时间:2009
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:山吉康弘;椎名潤;田村英樹;広瀬精二
- 通讯作者:広瀬精二
定在波屈曲振動円板を用いた非接触型超音波モータの有限要素法による音場解析
驻波弯曲振动盘非接触式超声电机有限元声场分析
- DOI:
- 发表时间:2009
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:山吉康弘;椎名潤;田村英樹;広瀬精二
- 通讯作者:広瀬精二
Optimum Design for Noncontact Ultrasonic Motor with Flexurally Vibrating Disk Using an Equivalent Circuit Considering Viscosity of Air
考虑空气粘度的等效电路柔性振动盘非接触式超声波电机优化设计
- DOI:
- 发表时间:2009
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Yasuhiro Yamayoshi;Hideki Tamura;Seiji Hirose
- 通讯作者:Seiji Hirose
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