Fabrication and Characteristics of Flat-type $L_{-}$-$B_{8}$ Mode Ultrasonic Motors

평판형 종($L_{-}$-굴곡($B_{8}$)모드 초음파 전동기의 제작과 특성

  • 우상호 (한국교원대학교 기술교육과) ;
  • 이은학 (한라대학교 전기공학과.) ;
  • 김진수 (한국교원대학교 기술교육과.)
  • Published : 2002.07.01

Abstract

In this paper, a flat-type $L_{-}$-$B_{8}$ mode Ultrasonic Motor[USM] having the size of 80 x 20 x ${1.5}mm^3$($l{\times}\omega{\times}t$) was designed and fabricated to examine the characteristics of an ultrasonic vibration. We used ANSYS simulation program based on FEM to get the optimum design of this USM. As results of experiment, the fastest speed of revolution(v), the maximum torque(T) and the efficiency(n) were 37.5cm/s, 5.0 mN.m and 1.17% when 27.9KHz, 150N, 50V were applied respectively. And this flat-type $L_{-}$-$B_{8}$ mode USM could be controlled the speed of rotor revolution by applied voltage, frequency and pre-load of rotor as well as showed the characteristics of typical drooping torque-speed, large torque and high speed. So, we think that this flat-type $L_{-}$-$B_{8}$ mode USM has characteristics of enough torque and velocity to be usable for applications in forwarding device of an electric card or a paper, etc.

Keywords

References

  1. 김진수, 이명훈 공역, '초음파 전동기의 이론과 응용', 성안당, pp. 3-5, 2000
  2. 김진수, '공업교육', 동일출판사, pp. 327-330, 2002
  3. 이종섭, 임기조 외, '$L_1-B_4$ 진동모드를 이용한 평판형 선형 초음파 모터의 설계 및 시제작', 전기전자재료학회논문지, Vol. 11, No. 10, pp. 267. 1997
  4. 김태열, 박태곤 외, '$L_1-B_4$ 샌드위치형 진동자를 이용한 선형 초음파 모터의 설계 및 특성', 전지전자재료학회논문지, Vol. 13, No. 12, pp. 1025-1031, 2000
  5. 육재호, 이덕출, 富川義朗, '$L_1-B_4$ 다중모드 압전진동자를 이용한 초음파 모우터의 특성과 카드이송장치에의 응용에 관한 연구', 대한전기학회 논문지, Vol. 42, No. 4, pp. 39-46, 1993
  6. 김영균, 김진수, '풍차형 초음파 전동기의 제작과 토크 및 정.역 회전특성', 대한전기학회 논문지, Vol. 50C, No. 3, pp. 105-109, 2001
  7. K. Uchino, 'Piezoelectric Actuators And Ultrasonic Motors', Kluwer Academic Publishers, Boston, p. 267. 1997
  8. Jin-Soo Kim, Man-Ju Park and Kenji Uchino, 'Composite Ultrasonic Motors using a Piezoelectric Disc and an Elastic Body of WINDMILL Type', Ferroelectrics, Vol. 232, pp. 185-190. 1999 https://doi.org/10.1080/00150199908015790
  9. T. Kosawada, K. Suzuki, T. Tomikawa, 'A Card sending Linear Ultrasonic Motor using Multi-Beam Piezoelectric Vibrators', International journal of Applied Electromagnetics in Materials 2, pp. 285-290. 1992
  10. 우상호, 김진수 외, 유한요소해석 시물레이션을 이용한 평판형 '$L_1-B_8$ 모드 초음파 전동기의 최적 설계', 한국기전자재료학회 하계학술대회 논문집, pp. 664, 2001
  11. 고재용, 'ANSYS와 유한요소법', 시그마프레스, pp. 12-14, p. 230, 2001
  12. Y. Kagawa, T. Tsuchiya, T. Kataoka, 'Finite Element Simulation of Dynamic Responses of Piezoelectric Actuators', Journal of Sound and Vibration, 194(4). pp. 519-538. 1996
  13. Jin-Soo Kim, So-Jung Kim. Ho-Gi Kim, Duck-Chool Lee and Kenji Uchino, 'Piezoelectric and Dielectric Properties of $Fe_2O_3$-Doped $0.57Pb(Sc_{1/2}Nb_{1/2}O_3-0.43PbTiO_3$ Ceramic Materials', Japanese Journal of Applied Physics, Vol. 38, No. 3A, pp. 1433-1437, 1999 https://doi.org/10.1143/JJAP.38.1433
  14. 이명훈, 김진수, '$L_1-B_4$ 모드 선형 초음파 전동기 제작과 운전특성', 대한전기학회 논문지, Vol. 50C, No. 6, pp. 257-261, 2001
  15. 이명훈, 우상호, 김진수, '변위확대기구를 이용한 선형 초음파 전동기의 효율 개선', 한국전기전자재료학회 추계학술대회 논문집, 한국전기연구소, pp. 177-180, 2000