應(yīng)用案例

【概述】

本研究搭建超聲電機(jī)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，測(cè)試兩種驅(qū)動(dòng)模式下的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩等輸出性能，確認(rèn)備用模式能否滿足實(shí)際使用要求。

實(shí)驗(yàn)名稱：雙驅(qū)動(dòng)模式行波型旋轉(zhuǎn)超聲電機(jī)樣機(jī)性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)

研究方向：行波型旋轉(zhuǎn)超聲電機(jī)、壓電陶瓷冗余設(shè)計(jì)、雙驅(qū)動(dòng)模式、電機(jī)可靠性、有限元仿真與樣機(jī)實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/span>本實(shí)驗(yàn)為提升行波型旋轉(zhuǎn)超聲電機(jī)在長(zhǎng)壽命與高可靠場(chǎng)景下的工作穩(wěn)定性，通過(guò)對(duì)壓電陶瓷組件進(jìn)行冗余備份設(shè)計(jì)，構(gòu)建常規(guī)驅(qū)動(dòng)與備用驅(qū)動(dòng)雙模式結(jié)構(gòu)，驗(yàn)證轉(zhuǎn)子粘貼備用壓電陶瓷后電機(jī)仍可正常運(yùn)轉(zhuǎn)，并測(cè)試兩種驅(qū)動(dòng)模式下的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩等輸出性能，確認(rèn)備用模式能否滿足實(shí)際使用要求。

測(cè)試設(shè)備：

1、信號(hào)發(fā)生器：輸出特定頻率、幅值與相位差的低壓驅(qū)動(dòng)信號(hào)，為功放提供激勵(lì)源。

2、功率放大器：將低壓驅(qū)動(dòng)信號(hào)放大至高壓，驅(qū)動(dòng)壓電陶瓷產(chǎn)生振動(dòng)。

3、多普勒激光測(cè)振儀：非接觸式測(cè)量轉(zhuǎn)子振動(dòng)模態(tài)、諧振頻率與振幅，驗(yàn)證仿真結(jié)果。

4、扭矩傳感器：實(shí)時(shí)采集電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩?cái)?shù)據(jù)，用于繪制轉(zhuǎn)矩–速度特性曲線。

5、數(shù)據(jù)采集器：同步采集轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、電壓等信號(hào)，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄與分析。

6、磁滯制動(dòng)器：提供可控負(fù)載，模擬實(shí)際工況，用于測(cè)試電機(jī)帶載運(yùn)行性能。

7、有限元仿真軟件：完成電機(jī)模態(tài)、諧響應(yīng)與動(dòng)力學(xué)分析，優(yōu)化結(jié)構(gòu)參數(shù)。

圖1試驗(yàn)平臺(tái)示意圖

實(shí)驗(yàn)過(guò)程：

先通過(guò)ANSYS與ADINA完成電機(jī)模態(tài)、諧響應(yīng)及動(dòng)力學(xué)仿真，確定轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)參數(shù)；隨后加工裝配雙驅(qū)動(dòng)模式樣機(jī)，利用多普勒測(cè)振儀完成轉(zhuǎn)子振動(dòng)模態(tài)與頻響測(cè)試，再搭建由信號(hào)源、功放、扭矩傳感器、磁滯制動(dòng)器組成的測(cè)試平臺(tái)，分別在常規(guī)驅(qū)動(dòng)與備用驅(qū)動(dòng)模式下施加500V驅(qū)動(dòng)電壓，測(cè)量空載轉(zhuǎn)速、堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩及力矩–速度特性。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

實(shí)驗(yàn)測(cè)得常規(guī)驅(qū)動(dòng)模式下最大空載轉(zhuǎn)速50r/min、堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩1.3N?m，備用驅(qū)動(dòng)模式下最大空載轉(zhuǎn)速45r/min、堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩1.1N?m，備用模式輸出性能略低于常規(guī)模式，但仍可滿足多數(shù)應(yīng)用場(chǎng)景的驅(qū)動(dòng)需求，成功驗(yàn)證了雙驅(qū)動(dòng)冗余結(jié)構(gòu)的可行性與可靠性。

安泰放大器在此應(yīng)用中的產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)：

1.高電壓與大功率輸出——保障驅(qū)動(dòng)電壓，支撐樣機(jī)實(shí)現(xiàn)高負(fù)載穩(wěn)定輸出

2.寬頻帶與高線性度——精準(zhǔn)匹配超聲電機(jī)諧振頻率，確保雙模式性能對(duì)比客觀

3.四象限輸出與高穩(wěn)定性——從容應(yīng)對(duì)容性負(fù)載挑戰(zhàn)，保障長(zhǎng)時(shí)可靠性測(cè)試

【推薦產(chǎn)品】：ATA-2000系列高壓放大器

圖：ATA-2000系列高壓放大器指標(biāo)參數(shù)

本文實(shí)驗(yàn)素材由西安安泰電子整理發(fā)布。Aigtek已經(jīng)成為在業(yè)界擁有廣泛產(chǎn)品線，且具有相當(dāng)規(guī)模的儀器設(shè)備供應(yīng)商，樣機(jī)都支持免費(fèi)試用。西安安泰電子是專業(yè)從事功率放大器、高壓放大器、功率信號(hào)源、前置微小信號(hào)放大器、高精度電壓源、高精度電流源等電子測(cè)試儀器研發(fā)、生產(chǎn)和銷售的高科技企業(yè)。如想了解更多功率放大器等產(chǎn)品，請(qǐng)持續(xù)關(guān)注安泰電子官網(wǎng)www.wj539.com或撥打029-88865020。

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