张毅锋，张小亚，樊 栋，张秀莉，潘云华

(西安创联超声技术有限责任公司，西安710065)

0 引 言

超声波电动机是基于压电振动的一种全新概念的微特电机，该电机的主要特点包括以下几点:断电自锁;电机性能不受外界磁场的干扰;响应时间快;低速大扭矩。该电机已经被用于航天、航空、兵器等领域。特别是在航天系统中，系统的总功耗有着严格的限制，所以对于部件来说就有着更严格的功耗控制。行波环形超声波电动机的摩擦界面的接触情况主导着电机的输出功率。本文以下将行波环形超声波电动机简称为超声波电动机，提出从结构上对现有的USM－45 超声波电动机进行改进，对部分关键零件进行重新设计，使转子和定子接触界面完全接触，并进行了相关实验。实验结果表明，经过改进之后的超声波电动机的平均有效输出效率大大提高，热损耗效率减小约30%。

1 问题提出

超声波电动机的平均有效输出效率主要由定转子的摩擦界面和定子(主要是弹性体)的结构决定。既然超声波电动机靠摩擦驱动，那么电机必然存在着较大的能量损耗。随着摩擦使电机发热，且温度越来越高，导致电机的有效输出功率越来越小。当超声波电动机达到热平衡后，其有效输出功率亦达到平衡。所以，摩擦界面的匹配情况对电机的效率起着决定性作用，必须通过研究摩擦界面的微观状态来改变超声波电动机性能。超声波电动机的转矩－转速及效率－转矩曲线如图1 所示。……