为了提高超声波电机输出转矩,同时又不过于增大电机的体积,本文提出了多定子旋转超声波电机。第一,介绍了超声电机的原理、发展历史、分类、及其应用;介绍了大转矩超声电机国内外发展的现状及目前存在的不足,进而引出本文研究的内容和意义。第二,对多定子旋转超声电机定子进行了仿真分析,得到了其系列振动特性:定子的模态频率及振型、振幅及阻抗随频率变化关系、定子齿端质点椭圆运动轨迹的形成过程及其输入电流随时间变化规律。介绍了多定子旋转超声电机的结构及运行机理。建立了电机定转子间摩擦接触的数学模型,并在有限元软件ANSYS中,分别建立了单组定转子有限元接触模型和多组定转子有限元模型,并进行了仿真分析,得到了其机械特性曲线。第三,为了进一步提高电机的输出性能,用ANSYS有限元软件及正交设计方法相结合,研究了转子各个参数及参数间的两两交互作用对定转子间接触面积的影响,在此基础上设计出了电机的转子;基于灵敏度分析方法和ANSYS10.0优化分析工具,对电机转子进行优化设计,实现了电机转子共振频率和定子共振频率的分离。第四,为了减小行波型旋转超声电机定转子间的径向滑移,提出通过增大转子摩擦层径向最大剪切变形角的方法来达到减小径向滑移的目的,基于定子与摩擦层间的粘滑原理,讨论了定子与摩擦层间的摩擦系数大小及摩擦材料的泊松比大小对径向滑移的影响。第五,对影响多定子旋转超声波电机同步驱动的因数进行分析,分析各个因数对其同步驱动影响程度的大小,并通过仿真分析直观得到了各个因素对电机转速的的影响;针对多定子旋转超声电机发热严重的问题,综合考虑电机产生损耗的原因,利用有限元软件ANSYS对电机定转子进行热分析,了解了电机定转子稳定运转时的温度场分布,分析得到了在定转子上选取关键点的温升变化曲线。