超声波电动机驱动电源研究

微特电机课程论文

超声波电动机

学 院: 专业班级： 学 号： 姓 名： 指导教师： 日 期：

摘要：超声波电机是一个机电耦合系统，涉及到振动学、摩擦学、材料学、电力电子技术、自动控制技术和实验技术等。超声波电动机利用压电材料的逆压电特性，激发电机定子的机械振动，通过定转子之间的摩擦力，将电能转换为机械能输出，驱动转子的定向运动。与传统电机相比，它具有体积小、低速大转矩、反应速度快、不受磁场影响、保持力矩大等优点，是一项跨学科的高新技术。近几年来超声波电动机已成为国内外在微型电机方面的研究热点。超声波电机（Ultrasonic Motor，简称USM）是20世纪80年代中期发展起来的一种全新概念的新型驱动装置 。

超声波电机是利用压电陶瓷的逆压电效应——在交变电场作用下，陶瓷会产生伸缩的现象——直接将电能转变成机械能，这种电机的工作频率一般在20kHz以上，故称为压电超声波电机。

超声波电动机的不同命名：如振动电动机

微特电机课程论文

超声波电动机

学 院: 专业班级： 学 号： 姓 名： 指导教师： 日 期：

摘要：超声波电机是一个机电耦合系统，涉及到振动学、摩擦学、材料学、电力电子技术、自动控制技术和实验技术等。超声波电动机利用压电材料的逆压电特性，激发电机定子的机械振动，通过定转子之间的摩擦力，将电能转换为机械能输出，驱动转子的定向运动。与传统电机相比，它具有体积小、低速大转矩、反应速度快、不受磁场影响、保持力矩大等优点，是一项跨学科的高新技术。近几年来超声波电动机已成为国内外在微型电机方面的研究热点。超声波电机（Ultrasonic Motor，简称USM）是20世纪80年代中期发展起来的一种全新概念的新型驱动装置 。

超声波电机是利用压电陶瓷的逆压电效应——在交变电场作用下，陶瓷会产生伸缩的现象——直接将电能转变成机械能，这种电机的工作频率一般在20kHz以上，故称为压电超声波电机。

超声波电动机的不同命名：如振动电动机

天 津 理 工 大 学

自动化学院课程设计报告

题目：双极模式直流PWM电动机驱动电源的设计

学生姓名 许彪 学号 20120775 年 级 2012 班级 电气2班 指导教师 陈鹏 专业电气工程及其自动化

1

说 明

1. 课程设计文本材料包括设计报告、任务书、指导书三部分，其中任务书、指导书由教师完成。按设计报告、任务书、指导书顺序装订成册。

2. 学生根据指导教师下达的任务书、指导书完成课程设计工作。 3. 设计报告内容建议主要包括：设计概述、设计原理、设计方案分析、软硬件具体设计、调试分析、总结以及参考资料等内容。 4. 设计报告字数应在3000-4000字，图纸设计应采用电子绘图。文字规范，正文采用宋体、小四号，1.25倍行距。

5.课程设计成绩由平时表现（30%）、设计报告（40%）和答辩成绩（30%）组成。

课程设计评语及成绩汇总表

成绩 总评成绩 平时成绩 报告成绩 答辩成绩 课程设计 评语 2

设计概述

1 主电路设计说明

1.0 主电路设计说明

二极管整流

电动汽车的相关知识,对于想要了解电动汽车的同学具有引导和帮助的作用,课件对于电动汽车的现状,各种组成系统和组成原理都有相关的分析,且有较多相关的图片作为辅助进行说明,学习起来更为简便有效。

3.2 驱动电动机 3.2.2直流电动机 直流电动机是电动车辆应用最早且很广泛的电机。它 直接利用蓄电池的直流电，直流电动机的调速和控制技术 成熟。 3.2.2.1 直流电动机的结构 直流电动机是1883年英国人发明的，后来经过不断的 发展，形成如今成熟的一种将电能转化成机械能的装置， 在日常生活和工程技术等领域获得广泛的应用。 直流电动机由磁场、电枢、电刷及刷架等组成，它利 用通电导体在磁场中受力的电磁原理制成。 电动车辆上使用的直流电动机为牵引型电动机，其工 作特点是工作电流大，工作时间长(须连续工作),图3-20 为电动车辆驱动用直流电动机的结构图。

电动汽车的相关知识,对于想要了解电动汽车的同学具有引导和帮助的作用,课件对于电动汽车的现状,各种组成系统和组成原理都有相关的分析,且有较多相关的图片作为辅助进行说明,学习起来更为简便有效。

1.电刷护罩 2.轴承 3.挡油板 4.电刷端盖 5.电 刷架安装板 6.电刷 7.电枢 8。磁场 9.电动机外 壳 1

1.何谓绕射（衍射）？绕射现象的发生与哪些因素有关？

答：波在传播过程中遇到与波长相当的障碍物时，能绕过障碍物的边缘继续前进的现象，称为波的绕射（衍射）。衍射的产生与障碍物的尺寸Df和波长λ的相对大小有关：Df＜＜λ时，几乎只绕射无反射；Df＞＞λ时，几乎只反射无绕射；Df与λ相当时，既反射又绕射。

2.什么叫波型转换？波型转换与哪些因素有关？

答：超声波倾斜入射到异质界面时，除产生与入射波同类型的反射和折射波衰减严重的材料检测，可降低草状回波，提高信噪比的灵敏度，有利于缺陷的检出。②使用聚焦探头有利于提高定量精度。不足：最大缺点是声束细，每次扫查范围小，探测效率低。另外，探头通用性差，每只探头仅适用于探测某一深度范围的缺陷。

6.试块应满足哪些基本要求？使用试块应注意什么?

答：试块材质要均匀，内部杂质少，无影响使用的缺陷。加工容易，不易变形和锈蚀，具有良好的声学性能。试块的平行度、垂直度、光洁度和尺寸精度都要符合一定的要求。注意事项：①试块来测定长度的方法。端点峰值法：是缺陷反射波峰起伏变化，有多个高点时，以缺陷两端反射波极大值处的探头位置作为缺陷边界来测定长度的方法。 10.简要说明钢板检测中，引起底波消失的几种可能情况？

答：①表面氧

超声波传感器模块

1） 硬件工作原理

超声波测距传感器是模拟传感器。超声波测距传感器利用声音在空气中的传输距离和传输时间成正比的原理，通过检测不同远近的反射面对超声波反射回去的时间不同来检测障碍物的距离。超声波传感器有一个发射头和一个接收头，安装在同一面上。在有效的检测距离内，发射头发射特定频率的超声波，遇到检测面反射部分超声波，接收头接收返回的超声波，由芯片记录超声波的往返时间，并计算出距离值，本模块把距离值通过DA芯片转化成模拟值。“控制器模块”通过扩展接口的模数转换，再通过软件处

理，就可以读取离障碍物的距离并在数码管上显示数值。

当超声波测距模块检测到障碍物，同时超声波模块上LED1亮，则数码管显示检测到的距离；当超声波测距模块没有检测到障碍物，同时超声波模块上LED1灭，则数码管显示888。

2） 软件工作原理

“控制器模块”硬件电路通过扩展接口将完成两个任务：1.读取当前接口的AD转化结果。2.把当前的模拟值转化成距离值并把距离值送“显示模块”进行显示。

超声波模块上的DA芯片使用MCP4822， 由公式Vout=2.048*2*Dn/4096??(1) Dn是数字输入量Dn=距离<<3(为了提高精度)

扩展接口取得的AD值AD_value=（Vin/V

沧州欧谱

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金昌超声波探伤仪和超声波探伤仪型号

序 言

感谢您使用沧州欧谱检测仪器有限公司的超声波探伤仪产

品，您能成为我们的用户，是我们莫大的荣幸。OU5100型数字式智能超声波探伤仪采用国际先进的集成电路技术和新型显示屏，其各项性能指标均达到或超过国际先进水平。仪器采用人工智能技术，功能强劲，使用方便。为了您能尽快熟练掌握该款超声波探伤仪，请务必仔细阅读本操作手册以及随机配送的其它相关资料，以便您更好地使用该仪器。

请您仔细核对随机资料是否齐全、所得仪器及配件与装箱单

是否一致，如果有不妥之处，请您与我公司联系。购买仪器后，请您认真仔细地阅读仪器的相关资料，以保证您获得应有的权利和服务。

这款数字式超声波探伤仪是设计先进、制造精良的高科技产

品，在研发和制造过程中经过了严格的技术测评，具有很高的可靠性。即使如此，您仍可能会在使用过程中遇到一些技术问题，为此我们在本手册中进行了详尽说明和示例，以方便您的使用。如果您在仪器使用过程中遇到问题，请查阅本操作手册相关部分，或者直接与我公司联系。感谢您的合作。

1简介

OU5100油罐焊缝探伤仪是一款便携式、全数字式超声波探伤

仪，能够快速便捷、无损伤、

摘要

分析了汽车倒车防撞系统的基本设计原理以及目前国内外此类防撞系统存在的问题，较详细的介绍超声波测距系统以及根据该系统设计原理、方法和步骤，研制的汽车倒车防撞报警器。这种报警器在汽车倒车过程中达到极限位置的时候，能自动检测车尾障碍物的距离并发出声光警报，提醒司机刹车。本设计利用超声波传感器进行信号的发射和接收，包括发射、接受以及报警电路三个部分。超声传感器的主要元件是采用压电元件锆钛化铅，具有很强的方向性，报警电路部分是利用声光报警器，将信号传递之后，可实现声音报警，本设计利用国内生产假的通用元件，成本低，性能可靠。有利于推广。

关键字：超声波，防撞，汽车倒车，报警器，传感器。

目录

第1章绪论..........................................................................................................................3 1.1超声波检测技术发展综术...................

超声波传感器模块

1） 硬件工作原理

超声波测距传感器是模拟传感器。超声波测距传感器利用声音在空气中的传输距离和传输时间成正比的原理，通过检测不同远近的反射面对超声波反射回去的时间不同来检测障碍物的距离。超声波传感器有一个发射头和一个接收头，安装在同一面上。在有效的检测距离内，发射头发射特定频率的超声波，遇到检测面反射部分超声波，接收头接收返回的超声波，由芯片记录超声波的往返时间，并计算出距离值，本模块把距离值通过DA芯片转化成模拟值。“控制器模块”通过扩展接口的模数转换，再通过软件处

理，就可以读取离障碍物的距离并在数码管上显示数值。

当超声波测距模块检测到障碍物，同时超声波模块上LED1亮，则数码管显示检测到的距离；当超声波测距模块没有检测到障碍物，同时超声波模块上LED1灭，则数码管显示888。

2） 软件工作原理

“控制器模块”硬件电路通过扩展接口将完成两个任务：1.读取当前接口的AD转化结果。2.把当前的模拟值转化成距离值并把距离值送“显示模块”进行显示。

超声波模块上的DA芯片使用MCP4822， 由公式Vout=2.048*2*Dn/4096??(1) Dn是数字输入量Dn=距离<<3(为了提高精度)

扩展接口取得的AD值AD_value=（Vin/V

摘要

分析了汽车倒车防撞系统的基本设计原理以及目前国内外此类防撞系统存在的问题，较详细的介绍超声波测距系统以及根据该系统设计原理、方法和步骤，研制的汽车倒车防撞报警器。这种报警器在汽车倒车过程中达到极限位置的时候，能自动检测车尾障碍物的距离并发出声光警报，提醒司机刹车。本设计利用超声波传感器进行信号的发射和接收，包括发射、接受以及报警电路三个部分。超声传感器的主要元件是采用压电元件锆钛化铅，具有很强的方向性，报警电路部分是利用声光报警器，将信号传递之后，可实现声音报警，本设计利用国内生产假的通用元件，成本低，性能可靠。有利于推广。

关键字：超声波，防撞，汽车倒车，报警器，传感器。

目录

第1章绪论..........................................................................................................................3 1.1超声波检测技术发展综术...................