基于超声波电机模型的鞭毛电机运行机理与特性研究

• 作者: 史婷娜 夏长亮 王蒙利
• 来源期刊: 中国电机工程学报
• 学科: 工学
• 关键词: 电机 超声波电机 鞭毛电机 力矩产生 超声波频域
• 年，卷（期）: 2005,（1）
• 所属期刊栏目: 电机电工
• 页码范围: 92-96
• 页数: 5页
• 分类号: TM306
• 字数: 3246字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3321/j.issn:0258-8013.2005.01.018

摘要

鞭毛电机(BFM)是微观世界里的一种分子旋转电机,其利用H+的电化学势能转化为机械能推动转子旋转.由于鞭毛电机体积大、易操作,因而可作为研究分子旋转电机的理想模型,对认识生物能量转化及细胞运动机制有重要的意义.该文介绍了鞭毛电机的结构组成,阐述了其运行机理.基于超声波电机的模型,详细分析了力矩产生机制,即H+的跨膜运动带动定子在超声波频域内的振动,通过定子和转子之间的摩擦作用和弹性形变产生转矩,将振动能转化为机械能.利用工程振动学,对鞭毛电机定子的振动特性作了分析,计算出离子通道的振动频率,并对振子的振动方程作了解析.通过对宏观的超声波电机的研究,得出了鞭毛电机的转速-转矩关系的数学模型,并对其进行仿真得到了机械特性曲线,仿真结果与目前实验测得的数据相吻合.并基于仿真结果,利用旋转动力学,对输入功率、输出功率进行计算,得出了机械效率,结果表明鞭毛电机是一种效率较高的微电机.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	史婷娜	天津大学电气与自动化工程学院	90	2214	26.0	45.0
2	夏长亮	天津大学电气与自动化工程学院	130	4736	37.0	65.0
3	王蒙利	天津大学电气与自动化工程学院	1	2	1.0	1.0