论文摘要：一种连续旋转SMA电机的设计与试验研究

工业上需要低转速、连续旋转的驱动装置实现机构运动。目前已发展了三类可连续旋转的低速电机，一种为超声波电机，其优点为结构简单，功率密度高，但输出功率低，另外两种为谐波齿轮电机以及利用定转子齿槽效应引起的气隙磁导变化来进行工作的永磁低速同步电机，其转速依然在100rad/min以上，不能直接输出动力。为了适应工业上的需求，本文提出利用形状记忆合金高功率密度以及低响应速度的特性(SMA，Shape Memory Alloys)来发展新型低速可连续旋转的电机。SMA丝具有形状记忆特性，拉伸至弹性形变范围以外卸载后留有残余变形，当对其加热，便会产生很大的回复力，并回复到原始长度。 本文利用SMA的形状记忆特性进行了低转速连续旋转SMA电机的设计与试验研究工作。首先提出了多种设计方案，比较选取了最佳方案，选用Liang模型对SMA旋转驱动器进行设计，并对SMA电机的转速及扭矩进行分析；完成整体机械结构的设计。在此基础上，完成了控制规律及控制系统的设计、SMA连续旋转电机的加工与装配，并对SMA电机进行了性能试验。研究结果表明：在环境温度27℃下，用6V恒压直流电源驱动的SMA电机实现了连续旋转，转速为0.03rad/min。新型SMA电机转速低，扭矩大，功率密度高，可连续旋转，有很大的工程应用潜力。

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