Nouvelle percée dans la technologie des moteurs à ultrasons en Chine
Les moteurs à ultrasons constituent un nouveau concept de micro-moteurs qui a connu un développement rapide dans les années 1980. C’est la cristallisation du développement et de la synthèse de la science des vibrations et des ondes, de la science des matériaux, de l’électronique de puissance, du contrôle automatique et de la super précision. Il brise le concept de moteur traditionnel, présente une bonne compatibilité électromagnétique, un faible bruit et peut être aspiré. Travaillant à des températures basses et élevées, la forme est diversifiée et l'efficacité ne diminue pas à mesure que la taille diminue.
Les principaux problèmes à résoudre lors de l'industrialisation de la technologie des moteurs à ultrasons en Chine sont les suivants: la technologie de préparation des matériaux piézoélectriques; les caractéristiques non linéaires des moteurs à ultrasons; la technologie de fabrication des moteurs à ultrasons. Ce projet est une étude de la technologie de fabrication. Le moteur à ultrasons TRUM-60 est un moteur à ultrasons rotatif à ondes progressives et une structure d’alignement supplémentaire de support de roulement unique est proposée.
Le moteur à ultrasons rotatif du type à ondes progressives est appelé moteur à ultrasons (USM). Il s’agit du développement le plus récent du moteur à ultrasons, de la technologie la plus avancée et de ses applications en matière d’industrialisation et d’ingénierie. Étant donné que la fréquence des vibrations du stator dépasse 20 kHz, ce qui appartient à la bande de fréquences des ultrasons, on parle souvent de moteur à ultrasons ou de moteur à ultrasons. En raison de son principe et de sa structure, le moteur à ultrasons présente de nombreuses caractéristiques exceptionnelles par rapport au moteur électromagnétique, telles que: pas d'interférence de champ magnétique, panne d'alimentation autobloquante, réponse rapide, rapport poussée / poids important, structure simple, forme flexible, etc. . Par conséquent, comme un actionneur du système de contrôle a une perspective d'application large, il a été appliqué au positionnement de précision et à d'autres aspects. Cependant, avec le développement de la haute technologie, le système d’application impose des exigences plus strictes en matière de précision du contrôle du processus de mouvement. L'amélioration de la stabilité de la vitesse est une condition nécessaire pour que le moteur à ultrasons soit largement utilisé dans le système de contrôle de précision.
La stabilité de la vitesse du moteur à ultrasons du type à ondes progressives est étroitement liée à l’interface de contact entre le stator et le rotor. Publié dans "Journal of China Electrical Engineering", 29 octobre 2011, "Étude de la stabilité de la vitesse des moteurs à ultrasons rotatifs à ondes progressives", propose une méthode pour améliorer la stabilité de la vitesse par le biais d'une conception d'optimisation structurelle.
Afin d’améliorer la stabilité de la vitesse du moteur à ultrasons rotatif du type à ondes progressives, le papier analyse l’influence des erreurs d’usinage et de montage sur la stabilité de la vitesse sous le support de roulement double existant. On considère que la pression inégale le long de la circonférence est l’une des principales causes de la fluctuation de la vitesse. Une structure d'alignement supplémentaire de support de roulement unique est proposée pour réaliser un auto-équilibrage de pression au niveau de l'interface de contact. Les analyses théoriques et expérimentales montrent que cette solution uniformise la répartition de la pression à l'interface de contact et améliore la stabilité de la vitesse. Par rapport à la structure d'origine, les résultats montrent que le taux de fluctuation de la vitesse à vide du moteur à ultrasons est réduit d'environ 40,0% et que la plage de fluctuation est inférieure à 2,0%, à condition que les principaux indices de performance tels que le couple de sortie et la plage de vitesse du moteur à ultrasons sont fondamentalement les mêmes.
Afin de prendre pied dans l’industrialisation du moteur à ultrasons, l’équipe de l’académicien Zhao Yusheng de l’Université d’aéronautique et d’astronautique de Nanjing a créé sa propre société de moteurs à ultrasons Wama, qui a permis de transformer rapidement les résultats de la recherche scientifique avancée en productivité.
