为PZT薄膜微电机优化三维移动波驱动,基于支结构的刚度调整
Tianyu Yang1, Binlei Cao2, Yu Chen1
1Microsystem and Terahertz Research Center, China Academy of Engineering Physics, Chengdu 610200, China; Institute of Electronic Engineering, China Academy of Engineering Physics, Mianyang 621900, China.
Ultrasonics
|June 15, 2023
概括
在硫酸 (PZT) 旅行波微型电机中优化辐射元件显著提高了性能. 调整外环刚度可以提高21%的输出扭矩和18%的转速,同时减少不稳定性.
科学领域:
- 微电子机械系统 (MEMS) 是一种微电子机械系统.
- 材料科学 (硫酸酸 - PZT) 材料科学
- 机械工程 (旋转动力学)
背景情况:
- 移动波微电机利用压电效应进行运动.
- PZT微型电机中的辐射元件可能会对性能产生负面影响.
- 内部和外部环之间的不一致的约束刚度是一个关键因素.
研究的目的:
- 为了研究辐射元件对PZT旅行波微电机性能的影响.
- 通过调整外环支刚度来优化辐射元件.
- 为了提高微型电机接口的平面性和稳定机-旋转机接触.
主要方法:
- 三维运动的理论分析.
- 稳定状态分析以表征约束刚性,避免昂贵的3D过渡模拟.
- 调整外环支硬度以达到约束硬度的一致性.
主要成果:
- 输出扭矩增加了21% (14.89 μN*m). 输出扭矩增加了21% (14.89 μN*m).
- 最大速度增加了18% (>12000rpm).
- 速度不稳定性减少了3倍 (<10%).
结论:
- 优化外环支刚度有效地减少了辐射元件.
- 这种优化提高了PZT移动波微型电机的扭矩,速度和稳定性.
- 拟议的方法提供了一种计算效率高的方法来提高微型电机的性能.
