压电马达功率驱动电路的工程优化

压电马达需高压交流信号进行驱动,传统的驱动电路通过电感与马达构成谐振升压电路产生高压。分析指出了传统电路缺点在于谐振电路的输出信号不均衡且不稳定,而且需逐个微调马达对应的匹配电感。基于短时工作、轻载荷的应用环境,针对上述缺点提出了多级升压方案。新的方案减轻了谐振升压电路的压力。电感主要作用转变为调节电路功率因数。因此两相输出信号变得平稳、均衡,且无需微调电感,调试过程得以精简,利于批量生产。试验数据表明电路可输出±260 V的交流信号,驱动Ф11 mm行波压电马达正常工作,转速约600 RPM。     

一种新型固态摩擦驱动器

设计和装配了一种新型固态摩擦驱动器（具有对称双面齿和压电陶瓷结构的行波型超声波马达）的实验样机。该样机提供一种新颖的对称式双面设计结构，实现将材料点的椭圆形运动轨迹耦合到两个独立的接触表面，本质上，增大了马达输出力矩的能力。新型马达具有小型量轻、响应速度快、无电磁干扰、力矩波动小、高的力矩密度和输出端不需要齿轮降速机构而直接实现驱动等特点。阐述了新型马达的工作原理，用有限元法（ＦＥＭ）分析了马达振动体部分的各阶振动模态和相应的固有频率，分析中计入了压电陶瓷的压电效应对模态和频率的影响。采用ｖｏｎ－ｍｉｓｅｓ法获得了振动体２Ｄ和３Ｄ动态变形分布和应力分布，数字计算优化了马达的结构形式。     

压电超声马达驱动电路的研究

提出了一种基于计算机控制的压电超声马达谐振频率自动搜寻系统。在此系统中,首先使用计算机来产生一个频率可调的超声波驱动信号,然后通过对马达转数的检测,系统得到压电超声马达的最佳谐振频率值。试验证明本系统能够自动地查询到压电超声马达的最佳谐振点,并且,通过实验结果讨论了马达谐振频率与电路匹配状态对压电马达的影响。     

非接触压电马达驱动机理分析

主要研究行波型非接触压电马达的驱动机理，该文引入边界层概念，对振动体产生的边界层进行分析，探讨行波型超声波非接触驱动机理。给出在振于产生的边界层内超声波非接触驱动主要为声流驱动，而在边界层外是由壁面行波产生的斜向声辐射压力驱动。     

压电线性马达与纳米马达

国外对压电线性马达的研究已经进行了有些年了，并已有较为成熟的应用，它利用压电陶瓷基片或薄膜、电致伸缩材料等功能部件实现驱动。主要特征是能够提供较大的横向输出力。同时。又可能实现超高精度和小位移——毫米级的位移行程和原子级的精度。一般用空载速度、最大推进力、效率及其他一些参数来表表压电线性马达。该文首先介绍几种类型的压电线性马达。包括它们的结构、运行原理和特性等。然后再介绍纳米马达，应该指出，纳米马达是压电线性马达的发展。其特点是能够实现纳米级精度的位移。国外已经在精密仪器、航天航空、自动控制、办公自动化、微型机械系统、微装配、纳米定位等领域得到了实际应用。     

一种新型压电陶瓷驱动电路

一种新型压电陶瓷驱动电路浙江大学傅卫压电陶瓷作为一种精度高的工作台微动机构，是不少精密仪器所必不可少的。它利用加在其上面的电压。通过压电晶体的电致伸缩特性，产生与电压相应的形变，推动工作台移动。精度达几至几十纳米，形变总量一般可达几十微米。但它所需电...     

压电微马达研究进展

利用网络和图书馆对国际上1996年至今的压电微马达研究进展进行了调研。分别介绍了压电薄膜陶瓷的行波、驻波类微马达的最新研究情况，同时也对一种具有与压电微马达特性相同的静电超声微马达的研究作了说明，最后给出了本实验室研制的压电陶瓷行波微马达的运动机理。     

“双驱动足”回转式压电马达初步研究

提出一种“双驱动足”回转式压电马达，分析了其工作原理，并根据工作原理，设计，研制了样机，进行了初步的试验研究，证明工作原理基本正确，为今后进一步研究提供了参考依据。     

新型压电驱动机构

介绍了所研制的新型压电流体泵、多自由度压电马达、压电超声减摩机构等新型压电驱动机构的基本原理、试验样机的结构及研究现状。     

“三驱动足”压电马达研究

分析了驻波压电马达的工作原理，提出一种驻波式“三驱动足”压电马达，说明了工作原理，设计研制了试验装置，并进行了初步的试验研究。     

一种用于马达驱动芯片的新型过温保护电路

为简化电路结构,提高精度和降低功耗,提出了一种新型过温保护电路。该电路无需基准电压和比较器,利用PTAT电流源的正温度系数特性,对温度进行检测,同时设计迟滞回路,避免了热震荡的发生。基于HHNEC的0.35μm BCD工艺实现,在电源电压为3V~5.5V下进行测试结果表明,该电路热关断温度为165℃,温度迟滞量为15℃,误差为1℃,与仿真结果一致,可以广泛应用于功率集成芯片中。     

压电马达用压电陶瓷的研究

采用传统的电子陶瓷工艺制备了高性能四元系压电陶瓷 (PZN- PMS- PZT- r Mn O2 )。考察了不同剂量的锰掺杂对压电陶瓷的介电性能和压电性能的影响 ,即室温介电常数 ε、介电损耗 tanδ、居里温度 Tc、机电耦合系数 kp、压电常数 d33和机械品质因数 Qm。随着 Mn含量的增加 ,ε和 tanδ均减小 ;由于内偏置场的影响 ,居里温度 Tc随锰含量的增加而增加。kp 和 d33随 Mn含量的增加而减小 ;而 Qm 表现出较复杂的变化规律 ,随 Mn含量的增加 Qm先增加 ,当 r=0 .2 %时 ,达到最大值 10 0 0 ,当 r>0 .2 %时 ,Qm 下降。实验结果表明 :当 r=0 .2 %的锰掺杂压电陶瓷比较适合制作压电马达 ,其压电性能为 ε=12 0 0、tanδ=0 .0 0 4、Tc=349°C、kp=0 .6 0、d33=380 p C/ N和 Qm=10 0 0     

一种低频大行程直线型压电电机的研究

基于叠层式压电陶瓷在低频带范围内的变形幅值大,与驱动电压线性度好且基本不随驱动频率变化的特点,提出并研制了一种低频大行程直线型压电电机.与共振式压电电机相比,该电机在低频范围内输出速度与驱动频率的线性度好,可控性较好.对电机的工作机理进行了分析,同时利用有限元软件对电机的结构进行设计,并试制了原理样机.实验结果表明,电机可在100 Hz～2 kHz的频带工作,其速度在100 Hz～1 kHz的频带内基本和频率成正比,最大空载速度为60 mm/min.     

一种新型直动式压电直线电机的设计

为研制高精度、大行程、宽频响的压电直线电机,提出了一种基于叠层型压电陶瓷的直动式压电直线电机.分析了电机的工作原理,对电机的结构进行了设计,制作了原理样机,并进行了实验研究.实验表明,在一定频率范围内,定子驱动足纵向振幅保持不变,且最大幅值为900 nm,电机最大无负载速度为4.8 mm/s,最大输出推力为4.5 N.     

压电尺蠖直线电机的设计

为实现大行程、高分辨率精密驱动,该文提出了一种压电尺蠖直线电机的设计方法。首先,基于尺蠖运动原理,对电机进行了结构设计,它包括左、右箝位机构、驱动机构和输出轴,左、右箝位机构结构相同,用来对输出轴交替箝位与释放,驱动机构可以微米级及纳米级地步进输出位移,在左、右箝位机构及驱动机构的共同作用下,输出轴可连续输出大行程直线位移,该电机结构简单紧凑,便于调节,并可断电自锁;其次,采用有限元法对箝位机构及驱动机构进行了仿真分析,初步获得了电机的静、动态特性;最后,基于所搭建的实验系统,对电机的静、动态特性进行了测试。结果表明,在5mm的运动范围内,电机输出位移具有良好的直线性;在50 Hz的驱动电压作用下,电机运动速度为59.1μm/s;电机输出位移具有较高的分辨率,达到21nm。     

压电陶瓷驱动器迟滞非线性的改善方法

压电陶瓷驱动器在微位移定位方面被广泛应用,但压电陶瓷驱动器的迟滞非线性严重影响其定位精度,因此,介绍了各种改善压电陶瓷驱动器迟滞非线性特性的方法,并提出了用3次样条插值法和最小二乘曲线拟合法来实现压电陶瓷驱动器的精确定位,改善压电陶瓷驱动器的迟滞非线性特性,实验表明,以上方法可使压电陶瓷驱动器的定位误差小于5％.     

基于悬臂梁结构的惯性冲击直线压电马达

针对大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜(LAMOST)观测光纤扫描定位的需求,设计了一种基于悬臂梁结构的惯性冲击直线压电马达,分析了该压电马达的驱动机理。为避免共振,采用有限元仿真法获得了振动座的一阶共振频率。设计加工了马达样机,搭建了实验平台,并进行了马达性能测试与分析。结果表明,在预紧力为0.2 N,驱动信号为锯齿波偏置一半,当电压峰-峰值为60 V(600 Hz)时,马达无负载速度为1.83 mm/s,当电压峰-峰值是15 V时,马达的位移分辨率为0.8μm;当预紧力为0.4 N,驱动信号峰-峰值为60 V(600 Hz)时,马达最大负载为0.18 N,行程为40.5 mm。马达的性能参数符合光纤定位器扫描需求。     

一种直线压电电机驱动足的结构优化设计

直线压电电机在精密仪器、生物医学和半导体封装等行业具有广阔的应用前景,其定子结构特性直接影响了电机运行的稳定性和输出性能。以一种直线压电电机定子驱动足的位移输出特性为优化目标,研究该类电机驱动足结构优化设计方法,提高该类电机的综合输出性能。通过分析驱动足的微观几何位移特性,理论研究了驱动足结构参数对输出端宏观运动特性的影响。研究了不同结构下驱动足的输出特性,确定驱动足的结构参数及最优值。最后对优化后的驱动足位移输出性能和力学性能进行仿真分析。加工优化样机,并测试电机的机械输出性能。实验结果表明,电机的输出力为0.64 N,比优化前增大了52.4％。     

一种闭环控制的压电陶瓷微位移器驱动电源

介绍了压电陶瓷微位移器驱动电源的闭环反馈控制驱动系统的组成和工作原理，并对控制器的硬件系统构成进行了说明。软件采用模块化设计，可根据实际工作场合通过软件设定为开环控制和闭环控制．在数字控制算法d(t)和可控输出稳压电压源的设计上有所突破。通过合理地设计软件算法d(t)来补偿电致伸缩陶瓷h(t)特性上的缺陷。