机械工程学报

作者：潘巧生, 赵明飞, 李晨, 黄梓良, 陈立蔚, 王雅

单位：1. 合肥工业大学仪器科学与光电工程学院 合肥 230009;2. 测量理论与精密仪器安徽省重点实验室 合肥 230009

关键词：压电马达,受迫振动,高速,质量转移,相位调节；

基金：国家自然科学基金（51705124，52175533），安徽省重点研发计划（202104h04020025）以及高校基本科研业务费（PA2021KCPY0049）资助项目。

现有的压电马达主要利用摩擦耦合实现运动输出，通过累计小角度（位移）实现连续旋转（直线）运动，难以应用于高速需求场合。设计了一种转速与频率一致的压电马达，利用轴承将定子强迫振动的能量馈入偏心转子，定子振动一个周期，转子旋转一周，从而实现压电马达高速输出。建立压电马达的动力学模型，理论分析该驱动机制下压电马达系统振动传递规律以及损耗与输入能量的关系。提出将转子的部分质量转移到定子中以进一步提升转速，建立质量转移后系统振动力学模型，分析质量转移后偏心转子转速以及轴承的能量损耗。搭建有质量转移和无质量转移两种压电马达样机，实验测试两种样机的速度特性，结果表明，质量转移后马达的最大输出速度获得进一步提升，最高输出速度达到11 460 r/min，相比质量转移前速度提升了25.7%，该原理高速压电马达有望用于飞轮储能、离心分离等需要高速运动的应用场合。

来源：2022年第15期

《机械工程学报》期刊编辑部

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