多自由度超声电机驱动电路研究

针对多自由度超声电机应用于X-Y工作平台相对复杂的逻辑电路控制要求,提出模拟式与数字式两种驱动电路解决方案,分别从信号输出原理、逻辑控制策略及并联谐振匹配方面对比研究了各自方案的特点,并在此基础上着重讨论了并联谐振匹配各参数对电路效率的影响。研究结果表明,一方面方波占空比D对抑制谐波分量,减少输入电流起着关键作用;另一方面采用数字式驱动方案,电路逻辑控制简单,易于实现快速切换,方便控制电机在平台上做复杂轨迹运动,为多自由度超声电机的推广应用提供有价值的参考依据。     

超声电机驱动电路设计

超声电机(简称为USM)是一种有别于传统电机的新型微特电机。其工作原理是利用压电材料的逆压电效应,把超声频段的电信号加到压电材料—金属构成的定子上,使定子表面产生一定轨迹的机械振动,通过与转子间的摩擦作用来驱动转子运动。由于USM特殊的机械结构和工作原理,使得其需要专用的驱动电源,一般需要输出两相正弦高频电压,并且电压幅值、频率或相位差可调。本文根据USM驱动电路输出电压的要求,利用PWM控制技术设计了一种新型的USM驱动电路,并通过buck斩波变换器实现了USM驱动电路输出的电压调节,最后通过电路仿真,输出了两相相位差90°、幅值可调的高频正弦电压,满足USM驱动控制要求。     

基于压电驱动的螺纹式直线电机

提出一种基于压电驱动的螺纹式直线电机。电机由弹性体振子、圆筒、精密螺母和螺杆等构成,结构简单紧凑。电机定子由两只兰杰文振子激励,在圆筒内表面形成周向行波,驱动与螺母啮合的精密螺杆转动,从而实现螺杆的轴向直线运动。通过分析螺纹电机的驱动机理,推导定子圆筒表面质点运动轨迹的椭圆方程,建立了定子的有限元模型,并对定子结构进行了模态分析。根据分析结果,设计制作了样机,并搭建了试验装置,对其输出性能进行了测试,验证了所提方案的可行性。     

纵振夹心换能器式圆筒型行波超声电机

提出一种纵振夹心换能器式圆筒型行波超声电机,该电机定子组件由定子圆筒和4个纵振夹心换能器组成,变幅杆和圆筒采用一整块硬铝合金加工而成。利用压电陶瓷片的纵向振动在夹心换能器中激励出纵向振动,实现两组换能器在定子圆筒上激励出2个幅值相等、在时间和空间上均相差p/2的弯振模态响应,2个弯振模态响应叠加在定子圆筒上形成弯曲振动行波,定子齿表面质点产生椭圆运动轨迹,进而通过和转子之间的摩擦耦合实现宏观运动输出。运用有限元法设计了定子圆筒和纵振夹心换能器,并实现了频率简并。测量结果表明,样机的最大转速为110 r/min,堵转力矩为0.5 N×m。     

自激励驱动的自走型直线超声电机

在已开发出的自走型直线超声电机基础上，介绍了一种基于自激励原理的无缆化驱动方案。论述了该自走型直线超声电机的结构设计和单相驱动原理，有有限元方法和激光扫描振动实验对该超声电机驱动端面能产生近似行波进行了验证，并说明利用自激励驱动的可行性，最后给出自激励驱动电路。自激励驱动使超声电机的驱动电源简化，对电机的小型化和低成本化有利，无缆化实现了电机驱动微型机器人的自如走行。     

一种多振子组合径向激励盘结构螺纹超声电机

正专利申请号:CN201620030700.X公开号:CN205377707U申请日:2016.01.14公开日:2016.07.06申请人:长春工业大学本实用新型公开了一种多振子组合径向激励盘结构螺纹超声电机,以解决当前螺纹副超声电机由于普遍采用单点接触驱动方式,导致运动稳定性差、输出力较小等问题。本     

振动电机及激振力可调机构的转矩

一、序言振动电机是把不平衡转子与电动机组合在一起的通用振动机械。单台或者两台自同步的振动电机广泛地用于料斗箱、加料器、振动输送机、过滤器等。过去的振动电机的激振力的调整是在起动前卸下外罩,改变两个偏心轮的安装相位来实现的。而图1所示的激振力可调式振动电机,在运行中可通过     

高效超声电机驱动电源研究

为了解决传统超声电机驱动电源结构复杂、效率不高、使用不便、对浪涌无吸收能力的问题,提出了一种高效超声电机驱动电源电路。结合超声电机的特性和对驱动电源的性能要求,通过理论分析,在高效驱动电源电路应用了雷电浪涌保护技术、PFC技术、LLC谐振技术。完成了实际电路的设计,并利用TRUM-60型超声电机做了调试,得到的正弦驱动信号证明了电路的有效性。     

磁极偏心削弱永磁电机激振力波方法

电磁振动主要是由电机气隙磁场作用于电机铁心产生的径向激振力波激发的,提出一种基于偏心永磁磁极的永磁电机空载激振力波的削弱方法。推导采用偏心永磁磁极时永磁体磁动势的傅里叶分解系数的表达式,得到了空载激振力波随永磁体偏心距连续变化曲线,提出了通过合理选择永磁磁极的偏心距来削弱激振力波的方法。采用空间和时间2次傅里叶分解得到主要阶数激振力波的频谱,有限元计算结果验证了所提方法的有效性。     

瞬态激振法识别电机端盖壳体模态频率

1 前言现代技术发展,对电机低振动低噪声要求越来越迫切。而组成电机的各重要另部件,其动态特性与电机的振动和噪声有着密切关系。为此,分析电机端盖固有模态参数,对提高电机的性能有一定的作用。     

一种新型圆柱形多自由度超声电机驱动电路研究

根据圆柱形多自由度超声电机的工作原理和特点,设计了一种新型驱动电路分析了其原理和特性.驱动电路特点是:用积分电路代替微分电路,消除了幅值和相位的耦合,较好地满足了电机驱动和控制的要求,有一定实用价值.     

超声电机的软开关驱动电路

由于超声电机需要幅值较高的驱动电压,因此其驱动电路需要变压器升压。利用半桥电路作为驱动器拓扑,可以解决电路偏磁问题,并消除开关管的电压尖峰。驱动器的容性负载性质使开关工作在硬开关条件下,在驱动电路中加入电感,可以使驱动电路的负载性质由容性转变为感性,实现开关管的零电压开通,减小开关损耗。给出了外加电感大小的设计准则,并进一步用变压器的励磁电感来代替外加电感。进行了驱动TRUM-60型超声电机的实验,结果证明了该方法的有效性。     

车辆驱动电机电磁噪声声振辐射定量分析

以声振辐射理论为基础分析了车辆驱动电机电磁噪声的产生机理.运用电机学、电磁学、声学以及力学原理对电机电磁噪声声振辐射进行了定量计算和分析,其中涉及到电机气隙磁场电磁力波分析,电磁力波产生的径向力计算,由径向力引发的电机振动分析以及电机振动激发声波产生的声振辐射的定量计算.通过对电磁噪声声振辐射的定量计算过程,以期从源头上实现对电机电磁噪声的控制,进而有助于指导车辆驱动电机的设计.通过实例说明了该方法的准确、有效.     

行波型旋转超声电机定转子驱动接触间隙分析

为了提高行波型超声电机输出转矩,尤其电机工作时,由于定转子接触不均匀造成转子磨损严重,导致超声电机机械性能和寿命降低问题。根据行波型超声电机工作特点,建立定转子整体接触分析模型,构建电机机械性能主要影响参数,基于Ansys软件仿真分析在相同边界条件下各参数对电机接触间隙距离大小的影响,由分析结果可得出在施加相同边界条件下,转子腹板厚度对于接触状态影响较小;定子腹板厚度、柔性环节宽度和高度影响较大且趋势明显,定子腹板厚度增大,接触间隙减小,使接触趋于均匀。分析结论为超声电机定转子的结构设计提供了理论依据。     

基于杆纵振的直线超声电机研究

根据当前直线超声电机的特点,研制了一种新型的基于杆纵向振动超声电机,分析了电机的工作原理,并做出了样机.实验证明电机在施加合理的电压信号下能够实现往复的直线运动.     

微型超声电机驱动及其优化研究

针对某微小型超声电机驱动要求,设计直流升压变换器,采用小型微控制器产生信号相位差90度的驱动信号.基于该微小型超声电机的电容性负载特性,采用RC放电回路设计了电机驱动电路,分析了驱动电路电压波形参数对驱动性能的影响,得到了最佳驱动电路参数.采用电路仿真软件对所设计的电路进行仿真验证.针对电机驱动电路工作中的低效率,进行...     

超声电机推挽式驱动电路研究

由于超声电机需要幅值较高的驱动电压,因此其驱动电路需要变压器升压。电机为非线性容性负载,需要进行阻抗匹配,并保持电压和相移恒定。该文利用推挽电路作为驱动器拓扑,分析了驱动器在感性负载时的开关管损耗较容性负载时小,提高了驱动器效率和可靠性。并对串联电感匹配电路进行了改进,给出了LLCC谐振网络,并进行了Saber仿真分析,最后采用TRUM-60型超声电机进行了实验,结果证明了该方法的有效性。     

激振位置对波型影响的研究

本文主要讨论载荷相对位置x_0对波型畸变的关系。给出了任意点激振(或载荷)的导线振动波形的解析解。并分析了三种不同形式的畸变,指出了减小畸变和测试功率的途径。     

多自由度超声电机的研究进展

超声电机是一种以逆压电效应为驱动原理的新型特种电机,具有结构简单、响应快速、定位精度好、可直接驱动等诸多优点。多自由度超声电机是一种重要的类型和研究热点,可实现空间中的多维运动和驱动输出,在微摄像机镜头、机器人关节、生物医学等领域具有显著的应用优势。本文从两类结构形式的定子进行分类,对国内外多自由度超声电机的研究进展进行总结和归纳,重点概述两类不同多自由度超声电机的结构优化、输出特性和应用方面等相关研究成果,为其进一步研究提供参考。     

基于辅助槽的永磁电机激振力波削弱方法

提出一种基于辅助槽削弱分数槽永磁电机空载激振力波的方法。首先推导永磁电机空载激振力波的解析表达式,得到对分数槽永磁电机振动噪声起主要作用的低阶激振力波的解析表达式。对激振力波阶数的分析表明,通过在定子齿上开辅助槽改变永磁电机极数槽数配合,可以削弱因极槽数配合引起的低阶激振力波。采用机械阻抗法得到未开辅助槽和开辅助槽时永磁电机电磁噪声声功率级频谱,利用有限元仿真计算和傅里叶分析对比开辅助槽前后激振力波的频谱,对比结果说明,所提方法可以有效削弱对分数槽永磁电机空载电磁振动和噪声起主要作用的激振力波。