在一定范圍內試驗篩設備電機驅動平臺可以通過調節電機兩路信號的幅值、相位、頻率控制電機的輸出機械性能,通過電機性能測試系統可以測出電機空載速度、扭矩等輸出性能,同時利用力傳感器還可研究預壓力對電機機械性能的影響。超聲電機利用定子的共振工作,共振頻率通有限元仿真和掃頻值比較可以推斷出在68kHz-73kHz之間,所以使用中通過信號發生器產生的信號頻率應該在68kHz-73kHz之間。實驗中當電壓增大時,電機電流增大,出于對試驗篩設備電機的安全以及夾持彈性屈服極限考慮將電流限制在0.5A以內,預壓力控制在30N以內,電壓最大值不超過400Vpp。
影響試驗篩設備電機輸出性能的主要參數有電壓、頻率和預壓力,所以實驗中選取電壓、頻率和預壓力為變量參數對電機性能進行實驗。通過轉接頭將電機樣機平臺與扭力儀連接,在扭力儀右側可顯示電機的運動速度,調節扭力儀下方的控制器可施加阻力,然后從儀表盤上讀出扭矩大小,通過簡單換算得出電機輸出力大小。試驗篩設備電機的輸出性能和激勵電壓的關系,從圖中可以看出,在激勵頻率和預壓力不變的情況下,電機的輸出速度和輸出力與激勵電壓近似呈線性關系,隨著激勵電壓的增大電機的輸出速度和輸出力不斷增大。
原因是隨著試驗篩設備電壓增大,電機定子驅動足的振幅就越大,在頻率不變的情況下每個周期推動動子走的距離就越大,推力也越大。試驗篩設備電機的輸出性能與預壓力之間的關系,從圖中可以看出,在激勵頻率和激勵電壓不變的情況下,開始時,隨著預壓力的增大電機的輸出速度和輸出力都不斷增大,當預壓力增大到一個固定值時電機的速度和輸出力達到最大(電機輸出速度與扭矩對應的最大預壓力值不一樣),在預壓力值過了這個固定值繼續增大時,試驗篩設備電機的輸出速度和力都慢慢減小,最后停止。
試驗篩設備產生這樣現象的原因是超聲電機工作的時候需要預壓力使定子與動子相接觸,才能使定子依靠摩擦力推動動子運動,當預壓力增大到一定的程度時,產生的摩擦力大于定子所能產生的最大推力,這時候電機就會停止運動。
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