基于面内振动的内嵌式环形超声电机结构设计

来源：振动与冲击杂志2025年第10期北京时间：

作者：李争Lzhfgd，高帅，高世豪，孙鹤旭

单位：河北科技大学电气工程学院，石家庄050018

摘要：夹心式结构超声电机相比于贴片式超声电机有着振动特性好、结构紧凑、环境适应性强、疲劳寿命高等优点，越来越受到超声电机设计的关注。为了充分利用夹心式结构的振动特性，提出了一种基于面内振动的内嵌式环形超声电机。该超声电机通过环形定子上产生的行波，定子内、外驱动齿可以双面驱动所设计的柔性转子，柔性转子可实现定、转子间的预压力补偿，更加贴合定子，使定、转子间接触方式变为柱面接触；改变输入两相电压信号的相位可实现电机转向，同时该超声电机通过改变固定方式可实现两种不同的输出方式。首先介绍了该超声电机的整体结构，工作原理，结构尺寸设计；之后分析了定子各结构参数对特征频率的影响，实现了定子工作频段内的干扰模态分离，对环形定子整体进行了仿真分析，包括模态分析、谐响应分析以及振动特性分析；最后通过实验验证了所提出超声电机环形定子设计的可行性和工作原理的正确性。<br>

关键词：面内振动模态，双面驱动；内嵌压电片；行波旋转超声电机