动的工作面

)的同有频率与非对称的固有频率差仅为 950 Hz。

    所以需要对定子进行优化。优化的日标是对称振动和非对称振动的固有频率差控制在 300 
Hz 左右，伪振动的固有频率要远离对称振动和非对称振动的固有频率。这里将螺母的氏度
作为调整参数，图

3 为螺母长度与定子固有频率的关系曲线。图 4 是定子伪振动的位移云图。

    当后盖板长度为 41 mm 时，V 型定子的非对称振动模态(24 734 Hz)和对称振动模态(25 
021 Hz)的频率差是 287 Hz，达到 J，优化要求。而此时的伪振动(22 982 Hz)也已经远离 r 两
个工作模态。
    通过图 2 可以看到，支撑架的变形量非常小，说明支撑架确实位于两个兰杰文振子的位
移节面处。
    这样就可以最大限度地降低由于支撑架的变形而消耗的能量，提高了电机的输出效率。
    3 V 型电机的输出特性图 5 是实验平台照片，直线滑轨的材料为 45#钢，行程 130 mm，
移动部分的熏量是

100 g，定子两侧螺母的预紧力为 7 N。

    3 1 无负载速度一频率特性当弹簧预压力 F=11N，电源输入电压峰一峰值 680 v，相位差
90。时，电机的无负载速度一频率特性峨线如图 6 所示。
    由图 6 可知，实验样机的谐振频率，=22 9kHz。当电源的激励频率逐渐远离谐振频率时，
电机的输出速度逐渐降低。在预压力

11 N，输入电压峰峰值 680 V，相位差为 90。时，电机

无负载的输出速度达到

162．5 mHI／s。输人频率 22～24kHz 范围内变化时，电机速度都在

40 mrn／s 以上。
    由此可以说明，电机可工作的频率范同很大，抗下扰能力较强。
    3．2 无负载速度一预压力特性图 7 给出的是电机在驱动频率，=23．32 kHz，输入电压
峰一峰值

680V，相位差为 90。时，无负载的情况下测得的速度一预压力盐线。

    由图 7 可以得知，预压力的大小对于电机的输出速度有很大的影响。当预压力 F=1l N 时，
电机输出的速度最大。
    在较小的预压力下，定子驱动足 tj 导轨之间的压力较小，即定子驱动足与直线滑轨之间
的弹性变形量较小，使得定子驱动足与直线滑轨问的接触时问较短，所以直线滑轨的前进
步幅较大，这时电机表现出的是速度比较快；当电机的预压力逐渐增大时，定子驱动足部
分的弹性变形加大，从而延长了定子驱动足与直线滑轨之间的接触时间，使得直线滑轨的
前进步幅减小，电机的输出速度降低。
    3．3 无负载速度一电压特性图 8 给出的是电机在给定谐振频率，=22．9 kHz，相位差为
90。，预压力 F=11 N 时，测得的无负载速度图 8 无负载速度一电压特性一电压特性曲线。本
次实验中，使用了四个不同电压峰峰值，分别为

600 v、680 V、’780 v、880 V，通过图 8 可以

发现，随着电压的增加，电机的输出速度不断提高。在谐振频率，

=22．9 kHz，电压峰一峰

值为

880 v，相位差为 90。，预压力 F=11 N 时，电机取得了本次实验的最大值，达到了 206 

mm／s。
    3．4 有负载速度一频率特性电机在实际使用过程中，一定是带有负载的。
    所以，电机在施加负载后的工作状态，对于电机实际的应用更加具有参考价值。
    电机有负载速度一频率特性，如图 9 所示。
    在接入负载 G=1．93 N 后，为了增加定子驱动足与直线滑轨间的摩擦力，我们增加了预
压力，实验中的预压力

F=21 N。

    在实验过程中，调节不同的频率，直线滑轨的运动很平稳，没有噪声。电机在谐振频率，
=22 9 kHz 处，速度达到最大值为 102 mrn／s。与图 6 对比可知，接人负载 G=1．93 N 后，
电机的可工作频率范围变小。
    3．5 单侧兰杰文振子驱动时的速度一频率特性当只有一侧的振子被激励时，由压电陶瓷