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直线超声波电机样机特性测试实验

对电机振子进行模态测试，可以检验有限元分析结果的正确性。本文使用Polytec PSV一400激光测振仪，对所制作的行波型直线超声波电动机的振子样机进行了振动模态的测试。

如图6所示，电机振子的非对称模态所对应的共振频率是65．75 kHz，而振子的对称模态所对应的共振频率是66．68 kHz。这两个共振频率非常接近，符合频率简并的要求。这个模态测试证明了前而所述的行波型直线超声波电动机的设计理念的正确性。

传导纯行波的直梁的表而质点的旋转方向是一致的。为了进一步探宄在电机振子的驱动齿上行波的实际形成情况，在66 kHz的工作频率下，我们使子底部每个驱动齿上质点的旋转方向，如图7 所示。在两组驱动齿旋向测试示意图片上，施加相位差从0。～360。的电压信号，并且以每10。相位差作为一个测试点，检测各个驱动齿上质点的具体旋转方向。为了统计方便，若小轮逆时针旋转，记旋向系数为l：若小轮川页时针旋转，则记旋向系数为一l：若小轮不转，则记旋向系数为0。通过累加l9个驱动齿的旋向系数，则可以得到电机振子上所有驱动齿的总体旋转方向情况，如图8所示。总旋向系数越大或越小，则说明所有驱动齿上质点的旋转方向越一致，电机振子的直线运动速度和稳钢材价格延续低迷定性将越好。从图8中可以看到，混合缓冲垫有别于传统的空隙填充靠垫相位差在0。～30。及340。～360。时，即相位差在一20。～30。范围内时，旋向系数和最小，为一11，此时电机振子上所有驱动齿的川页时针方向旋如果在振动的环境中转一致性最好喷泉。而相位差在1 80。～210。范围内时，旋向和系数最大，为11，此时电机振子上所有驱动齿的逆时针方向旋转一致性最好。这表明油脂泵两相电压信号的相位差在一20。～30。和1 80。～210。这两个范围内，电机振子的直线运动稳定性最好，速度最快，并且能够实现双向运动。

图9和图lO显示了电机振子在频率为66 kHz的两相电压激励下，两相电压的相位差为0。和l80。时，各个驱动齿上质点的旋转方向的具体分布情7兄，其中“+”表示逆时针方向旋转，“一”表示川页时针方向旋转。从图9和图l0中可以看到，电机振子中间连续的12个驱动齿上质点的旋转方向一致，均为页时针方向或逆时针方向，而在两端各有两个驱动足上质点的旋转方向与其废锌相反。这表明，在电机振子中间大部分的驱动齿上实现了行波传播，设计理念得到完全实现但值得欣慰的是，验证了之前所提山的电机振子的运动机理。而在电机振子的两端，则有驻波成分的存在，其主要原因如前所述，是因为波在振子连接横竖两梁的直角处发生反射的缘故。

为了实现更好的驱动效果，对电机振子两端旋向不一致的驱动齿稍作修整，使其不与导轨而接触，并将加装了外围导向结构的电机振子放置于导轨面上进行电机性能测试。电机工作时，在其下方悬挂一定质量的砝码作为测试负载。在频率为66 kHz的160 V峰峰驱动电压下，测得电机最大宁载速度为162．5 123123／s，最大负载能力为8．5 N：预压力为1N时，测得电机速度为13麦克风0．4 mm／s。