【技术简介】本项目产品是一类新原理微电机,它突破了传统电机的概念,没有铁芯和磁钢,不依靠电磁感应来传递能量,而是利用压电陶瓷的逆压电效应,通过压电陶瓷的各种伸缩振动模式的转换与耦合以及特殊结构的设计,将材料的微观变形通过共振放大和摩擦耦合转换成转子或者滑块的宏观运动。应用在精密控制领域可以大大提高控制特性,使控制精度达到微米级甚至纳米级。依据超声电机的工作原理,其关键技术包括三大部分:压电陶瓷研制生产技术;电机结构件设计与加工技术;驱动控制电源设计与制造技术。压电陶瓷是超声电机的关键材料,其性能的优劣直接影响电机的输出性能,必须选用大功率换能材料,具有高机电耦合系数、高机械品质因数、高压电常数d33、高机械强度、较高介电常数,同时具有低的介质损耗。把压电陶瓷的压电陶瓷振动能够转换为有效的机械运动,需要电机结构件的合理设计,我们从简化设计、易于加工的角度对零部件进行了优化设计。与电机配套的驱动控制器采用调频调速、单片机基于温度和位置的双闭环控制方式,可以方便地对电机的转速﹑转向及启停进行精密控制。
【主要技术指标】
驱动电压峰峰值:300~500V;驱动频率:32~45KHz;额定力矩:0.10~1.5Nm;额定转速:5~150r/min;自锁力矩:0.4~3.0Nm;启停响应时间:≤5ms;可应用环境:温度-40~+70℃;真空度≤6.64×10-3Pa 抗辐照总剂量1×107rad(Si)
【技术水平】国内领先
【适用范围】超声电机作为一种新型微特电机,可完全替代传统的步进电机、力矩电机以及功率20W以下的微型直流电机,用作各类伺服系统的执行机构。在武器装备小型化、精确化、智能化的需求背景下,超声电机正好顺应了电机发展的要求,以结构紧凑、体积小、重量轻、灵活多样的结构设计以及低速大力矩、断电自锁、电磁兼容性好的优势成为了军用电机的发展趋势,超声电机将重点应用到航天领域卫星天线的展开和偏转、飞行器的姿势控制、太阳能电池阵翼调节、卫星照相;武器装备的导弹遥测遥控、自动导航、机翼姿态调整、油路控制等多种场合。
【专利状态】已取得专利7项
【技术状态】小批量生产、工程应用阶段
【合作方式】合作开发
【预期效益】项目达产后,航天级系列电机按目前平均市场售价(含税)121500元/套计算,可实现年产量80套,年产值(含税)972万元;其他系列电机按目前平均市场售价(含税)6480元/套计算,可实现年产量10000套,年产值(含税)6480万元;此两项共计实现年产值(含税)7452万元,销售收入为6369万元。项目达产后年利税1075万元,其中净利润751万元,税金324万元。  社会效益:超声电机及其控制系统的涉及金属材料、压电陶瓷等的材料及加工,可对相关产业起到带动和推动作用,为地方经济发展创造新的增长点;超声电机及其控制系统研究历史较短,各国都处于高保密阶段,我们的投入有利于占领该领域制高点,拥有自主知识产权,随着项目的实施,企业将不断的发展壮大,将会有机会、有能力向社会提供更多的就业机会,吸引更多的优秀人才。同时企业销售规模的增长,会向国家及地方政府上交更多的利税,以回报社会。