[發明專利]高溫型旋轉行波超聲電機

無效

• 申請號: 200710190643.7
• 申請日: 2007-11-27
• 公開（公告）號: CN101170287A
• 公開（公告）日: 2008-04-30
• 發明（設計）人: 張建輝;趙淳生;鄭偉
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: H02N2/10
• 分類號: H02N2/10;H02N2/12
• 代理公司: 南京蘇高專利事務所
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本發明屬于電機學電機新結構領域，涉及一種自冷卻旋轉型行波超聲電機。

背景技術

旋轉型行波超聲電機(以下簡稱超聲電機)是屬于新型特種電機，是利用壓電陶瓷的壓電逆效應，將電能轉化為彈性體(定子)的機械能，使定子表面產生高頻的微幅振動(微米級)，通過合成定子表面的振動形成行波。再利用接觸和摩擦作用將定子的微幅振動轉換為轉子的回轉，從而輸出機械能以帶動負載工作。這種新型電機使用頻率高于20kHz(即超聲頻率范圍)的交流電源來驅動，故稱之為超聲電機。

圖1所示為旋轉型行波超聲電機。圖1中：1為超聲電機輸出軸；2為軸承；3為超聲電機底座；4為超聲電機底座和端蓋的連接螺栓；5為壓電陶瓷；6為超聲電機定子(彈性體)；7為超聲電機轉子；8為軸承；9為超聲電機端蓋。超聲電機通過兩相正交激勵壓電陶瓷5，利于它的壓電逆效應產生振動，使其在超聲電機定子6表面激勵出行波，并通過摩擦，把轉速和力矩傳輸給轉子7，使轉子產生轉動，并通過它向外傳輸轉速和力矩。

超聲電機因此具有無電磁干擾、重量輕、低轉速、輸出大力矩和響應速度快等特點，特別適合用于生物醫療和航空航天領域。但由于它的原理是利于壓電陶瓷的壓電逆效應和摩擦傳遞轉速和力矩，當工作在高低溫下時，由于溫度對壓電陶瓷的影響很大，因此其性能大大降低，而且只能斷續工作，一次工作的時間一般不超過二分鐘。

環境制冷技術中適應的相變制冷是利于液體在高溫下的蒸發過程或固體在高溫下的融化或升華過程從被冷卻物體吸取熱量以制取冷量。其逆效應就是用于升溫。

發明內容

本發明的目的在于提供一種能夠在高低溫環境下提高工作性能和延長連續工作時間的超聲電機。本發明在典型的旋轉型行波超聲電機結構的基礎上，在其對溫度最敏感的部分增加了冷媒介質，當超聲電機運行的溫度上升后，由于冷媒在高溫下的相變吸收熱量，隨著冷媒相變的增加，冷卻腔中的壓力上升，其制冷效果下降。當冷卻腔內的壓力達到臨界壓力后，冷卻裝置失去作用，從而達到短時間制冷的目的。

本發明提供的高溫型旋轉行波超聲電機，包括超聲電機輸出軸，機座固定軸承，超聲電機底座，壓電陶瓷，超聲電機定子，超聲電機轉子，端蓋固定軸承，超聲電機端蓋，其中超聲電機底座通過機座固定軸承固定在超聲電機輸出軸下端，超聲電機端蓋的蓋緣端部與超聲電機底座相連接。置于超聲電機端蓋內腔中的超聲電機定子通過定子內圓環臺階固定在超聲電機底座的內側上，壓電陶瓷粘貼在超聲電機定子內圓環臺階外側的定子外側表面上，置于超聲電機端蓋內腔中的超聲電機轉子固定在超聲電機輸出軸上與超聲電機定子的內側相接觸，超聲電機端蓋通過端蓋固定軸承固定在超聲電機輸出軸上端，其特征在于，所述的超聲電機端蓋的蓋緣端面上沿圓周均分8個冷卻孔腔，所述的超聲電機定子的內圓環臺階端面上沿圓周均分三個冷卻腔。所述的超聲電機端蓋的蓋緣端面上沿圓周均分的8個冷卻孔腔通過密封螺釘和o型密封圈密封后壓緊在超聲電機底座上。所述的超聲電機定子的內圓環臺階端面上沿圓周均分的三個冷卻腔，通過螺釘和密封圈密封后，壓緊在超聲電機底座上。

附圖說明

圖1是普通旋轉型行波超聲電機

其中：

1.超聲電機輸出軸；2.軸承；3.超聲電機底座；4.超聲電機底座和端蓋的連接螺栓5.壓電陶瓷；6.超聲電機定子(彈性體)；7.超聲電機轉子；8.軸承；9.超聲電機端蓋。

圖2是本發明的高溫型旋轉行波超聲電機

其中：

1.超聲電機輸出軸；2.機座固定軸承；3.超聲電機底座；4.超聲電機底座和端蓋的連接螺栓；5.壓電陶瓷；6.超聲電機定子(彈性體)；7.超聲電機轉子；8.端蓋固定軸承；9.超聲電機端蓋。

圖3是高溫型旋轉行波超聲電機端蓋圖，其中左圖為仰視圖，右圖為左視剖面圖。

其中：

11.端蓋固定螺孔；10.冷卻腔；13.標準件斜切六角螺釘；12.o型密封圈密封；3.超聲電機的底座。

圖4高溫型旋轉行波超聲電機定子圖，其中上圖為側視圖，下圖為俯視圖。

其中：

14.定子固定螺孔；15.冷卻腔；3.超聲電機的底座；16.密封圈；17.螺釘。

具體實施方式：

其結構如圖2所示，：1為超聲電機輸出軸；2為軸承；3為超聲電機底座；4為超聲電機底座和端蓋的連接螺栓；5為壓電陶瓷；6為超聲電機定子(彈性體)，在該定子的底部開有均勻分布的小孔；7為超聲電機轉子；8為軸承；9為超聲電機端蓋，在其底部有均勻分布的小孔。