考虑垂直提升机细长杆的二阶纵振过程,其振动节平面处为应力较大位置,和位移型纵扭超声电机相比,此内应力远远大于杆端压缩振幅所产生的压力,因此若是利用杆纵振节平面处的应力作为纵扭复合型超声电机定/转子间接触压力的来源将会使接触压力远大于利用压缩杆端振幅产生的接触压力且随定/转子间预压力的增大而增大,而传统位移型纵扭复合超声电机当杆端位移受压缩到一定程度之后,由于垂直提升机的纵振模态受影响其杆端的接触压
力将反而下降。
垂直提升机的应力型纵扭复合超声电机利用纵向振动作用在转子与定子之间的接触压力发生变化从而影响摩擦力,而定子的扭转振动则通过接触面上摩擦力的作用从而转化成转子的旋转运动。电机定子在一个驱动周期内对两端转子分别驱动一次。在预压力作用下电机定/转子的左右接触面振动过程中始终保持接触状态,定转子间摩擦材料的变形情况。
垂直提升机的前半周期(0~T/2)内,左半部分定、转子同时伸长,在电机整体二阶纵振节平面处的定/转子左接触面处于应力变大状态,同时定子左端面开始从速度为零、位移较大处向平衡位置振动,左边转子受到摩擦力矩的驱动作用,开始转动,右半部分定、转子同时收缩,定/转子右接触面处于应力变小状态,但由于定子右端面的转动方向与左端面相反,摩擦力矩为阻碍作用。
但垂直提升机的阻力力矩比左端面处的驱动力矩小,此过程中转子组件由左边转子带动;后半周期(T/2~T)内,左半部分定、转子同时收缩,定/转子接触面处于应力变小状态,摩擦力矩的作用降低,而右半部分定、转子同时伸长,定/转子接触面处于应力变大状态,同时定子右端面开始从速度为零、位移较大处向平衡位置振动,右边转子受到较大摩擦驱动力矩的作用,克服垂直提升机左边定/转子接触面的摩擦力矩并带动转子组件继续转动。
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