十字形压电振子同型模态振动驱动的平面电机

摘要 提出十字形压电振子同型模态驱动的压电平面电机新原理，选定该振子的面外弯振、面内横杆弯振、面内纵杆弯振为工作模态，利用面外弯振分别与面内纵杆弯振、面内横杆弯振的振动耦合，在纵、横杆驱动足上生成沿xOz、yOz面行进的椭圆轨迹以推动动子沿x、y向移动。阐明了电机驱动原理，优化出振子尺寸为60mm×60mm×7.8mm，厘定电机最适驱动频率为30127Hz。建立了振子机电耦合模型，研究了驱动足的振动特性，模拟出驱动足的椭圆轨迹，仿真得到在250V电压激励时驱动足的x、y、z向振幅分别为1.6μm、1.6μm和1.2μm。建立了电机的整机分析模型，探析了驱动电压、频率、相位差、预紧力对电机速度的影响。在正常驱动条件下，电机速度可达50mm/s。该电机在平面装置驱动中的应用前景广泛