[发明专利]基于有限元仿真分析的超声电机的最大扭矩计算方法

权利要求书

1.基于有限元仿真分析的超声电机的最大扭矩计算方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1），确定超声电机定子和转子的几何结构、材料定义；

步骤2），划分网格，建立超声电机的有限元仿真模型；

步骤3），根对超声电机有限元仿真模型设定约束边界条件和接触边界条件；

步骤4），对超声电机中的压电材料部分进行材料属性设置，确定其极化方向、压电常数、介电常数；

步骤5），对超声电机进行模态分析，确定超声电机定子工作模态频率大小；

步骤6），建立瞬态动力学仿真分析模块，根据超声电机定子工作模态频率设置每个载荷步的计算时间；

步骤7），在载荷步设置中定义子步；

步骤8），设置电压载荷，以载荷步为基准为每个周期内的载荷步分别设置电压，进行周期循环，得到超声电机转子的转动角度随时间的变化曲线；

步骤9），加载扭矩，以载荷步为基准，在0.005s前不施加相反扭矩，待电机进入稳速后开始施加逐渐增大至1Nm的扭矩，得到相反扭矩曲线；

步骤10），根据超声电机转子的转动角度随时间的变化曲线进行判断，在该曲线斜率为负的时刻超声电机处于启动工作的状态，在该曲线斜率开始转为正的时候是电子最大扭矩；

步骤11），在电机转子的转动角度随时间的变化曲线的波谷处得到电机被施加相反扭矩反转的时间，根据反转时间在相反扭矩曲线上确定扭矩，即电机的最大扭矩。