Entwicklung und Untersuchung piezoelektrisch erregter Wanderwellenmotoren für lineare Bewegungen:
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Stuttgart
IKFF
1998
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14 |
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5
INHALTSVERZEICHNIS
FORMELZEICHEN
.
7
1
EINLEITUNG
.
11
1.1
MOTIVATION
.
11
1.2
ZIELSETZUNG
UND
VORGEHENSWEISE
.
13
1.3
STAND
DER
TECHNIK
.
13
1.4
KLASSIFIKATION
DER
PIEZOMOTOREN
.
14
1.5
LINEARE
PIEZOMOTOREN
.
18
2
GRUNDLAGEN
.
23
2.1
ERZEUGUNG
DER
WANDERWELLE
IM
STATOR
.
23
2.2
PIEZOKERAMIK
ALS
AKTIVES
MATERIAL
.
28
2.3
BEWEGUNGSERZEUGUNG
DURCH
REIBSCHLUSS
.
29
2.4
MAXIMALE
ABTRIEBSGESCHWINDIGKEIT
.
30
3
KONZEPTION
EINES
LINEAREN
WANDERWELLENMOTORS
.
32
3.1
ANALYSE
DER
FUNKTIONSWEISE
ROTATORISCHER
WANDERWELLENMOTOREN
.
32
3.1.1
MOTOREN
MIT
UMLAUFENDER
BIEGEWELLE
.
32
3.1.2
MOTOREN
MIT
UMLAUFENDER
BIEGUNG
.
36
3.1.3
MOTOREN
MIT
UMLAUFENDER
DEHNUNGSWELLE
.
38
3.2
LOESUNGSANSAETZE
FUER
LINEARE
WANDERWELLENMOTOREN
.
41
3.3
LINEARER
WANDERWELLENMOTOR
MIT
RINGSTATOR
.
43
3.3.1
ERZEUGUNG
DER
WANDERWELLE
IM
RINGSTATOR
.
45
3.3.2
MECHANISCHE
AUFHAENGUNG
DES
RINGSTATORS
.
46
3.3.3
LAEUFER
UND
REIBSCHICHT
.
48
3.3.4
STATORGEOMETRIE
.
49
6
4
NACHWEIS
DES
FUNKTIONSPRINZIPS
DURCH
SIMULATION
.
51
4.1
ORTHOGONALE
BIEGEEIGENFORMEN
DES
RINGSTATORS
.
52
4.2
NACHWEIS
DER
ENTSTEHUNG
EINER
WANDERWELLE
.
54
4.3
GEKOPPELTE
FELDBERECHNUNG
.
58
4.3.1
ELEKTROMECHANISCHER
KOPPLUNGSFAKTOR
.
59
4.3.2
ELEKTRISCHE
GROESSEN
.
59
4.4
OPTIMALE
PIEZOSCHICHTDICKE
.
61
4.5
VERHALTEN
AN
DEN
UEBERGAENGEN
DES
RINGSTATORS
.
63
4.5.1
TRANSMISSIONS-ZREFLEXIONSANALYSE
.
63
4.5.2
EMPIRISCHE
GRENZE
FUER
DEN
KRUEMMUNGSRADIUS
.
71
5
MESSTECHNISCHE
UNTERSUCHUNGEN
AN
PROTOTYPEN
.
73
5.1
BESCHREIBUNG
DES
UNTERSUCHTEN
PROTOTYPEN
.
73
5.2
ELEKTRISCHE
ANSTEUERSCHALTUNG
.
74
5.3
SCHWINGUNGSUNTERSUCHUNG
DES
STATORS
.
77
5.3.1
EIGENFREQUENZEN
UND
EIGENFORMEN
.
77
5.3.2
ADMITTANZFREQUENZGANG
.
79
5.3.3
ERZEUGTE
WANDERWELLE
.
81
5.4
UNTERSUCHUNG
DER
MOTORPARAMETER
.
82
5.4.1
KRAFT-GESCHWINDIGKEIT
UND
WIRKUNGSGRAD-KENNLINIEN
.
82
5.4.2
START-/STOP-VERHALTEN
.
84
6
DISKUSSION
DER
ERGEBNISSE
.
89
7
ZUSAMMENFASSUNG
UND
AUSBLICK
.
96
8
LITERATURVERZEICHNIS
.
98
ANHANG
.
104
A1
PIEZOELEKTRISCHE
ZUSTANDSGLEICHUNGEN
.
104
A2
HERLEITUNG
DER
MAXIMAL
ERREICHBAREN
GESCHWINDIGKEIT
.
106
B1
PRINZIPSKIZZEN
LINEARER
PIEZOMOTOREN
.
107
C1
POLARISATION
DER
PIEZOKERAMIK
ROTATORISCHER
WANDERWELLENMOTOREN
.
111
C1
.1
PIEZOKERAMIKSCHEIBE
EINES
MOTORS
MIT
UMLAUFENDER
BIEGEWELLE
.
111
C1
.2
PIEZOKERAMIKSCHEIBEN
DES
MOTORS
MIT
UMLAUFENDER
BIEGUNG
.
112
C1
.3
PIEZOKERAMIKROHR
DES
MOTORS
MIT
UMLAUFENDER
DEHNUNGSWELLE
.
113
D1
TRANSFORMATION
DER
WELLENLEITUNGSGLEICHUNGEN
AUF
ZUSTANDSFORM
.
114
E1
BESTIMMUNG
DES
POTENTIELLEN
WIRKUNGSGRADES
.
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