陈张麒，杨 明，董兆鹏

(上海交通大学，上海 200240)



超声波电动机阻抗特性研究

陈张麒，杨 明，董兆鹏

(上海交通大学，上海 200240)

超声波电动机的阻抗模型通常为静态电容和一个动态支路并联，针对超声波电动机有多个谐振区的特征，提出了复合动态支路模型。在工作频带内，该模型的阻抗特性曲线能与电机实测阻抗特性曲线较好地拟合，经过阻抗匹配后的阻抗特性整体上更优于单动态支路模型。

超声波电动机；动态支路；阻抗特性；仿真；阻抗匹配

0 引 言

超声波电动机和功率超声换能器一样属于容性负载，都是基于压电材料逆压电效应的电-机转换元件。换能器所使用压电材料的结构和工作机理较简单，工作频带较窄，工作频率处的谐振区附近没有其他明显的谐振区；而超声波电动机结构和工作机理比较特殊，工作频率处的谐振区附近往往还有其他明显的谐振区。

超声波电动机的等效电路模型是通过将定、转子的机械量等效为合适的电量，将定子的质量、刚度和阻尼等效为合适的电子元件，从而实现对超声波电动机特性的分析和仿真[1]。通常是将超声波电动机等效为静态电容和一个动态支路并联的结构，其中动态支路对应着工作频率处的谐振区[2]。目前，在等效电路模型的研究方面，Kanbe等人提出了超声波电动机Mason电路；Mojallali等人建立了超声波电动机定子的等效电路模型，其中包含了介电损耗、振动损耗和定子质量及刚度[3-5]。以上都是研究超声波电动机在工作频率处的阻抗特性，不考虑工作频率附近其他谐振区对电机阻抗变化的影响。……