单振子二自由度超声电机驱动电源.pdfVIP

第 21卷 第 9期 光学 精密工程 Vo1．21 No．9 2013年 9月 OpticsandPrecisionEngineering Sep．2013 文章编号 1004—924X(2013)09—2279—08 单振子 自由度超声 电机驱动 电源 孙业明，曾 平 ，程光明，郭 抗 二(吉林大学机械科学与工程学院，吉林 长春 130022) 摘要：设计 了用于平板形单振子二 自由度超声 电机的驱动电源 ，并针对驱动 电源电流负荷较大 ，输 出功率利用率不高的 问题，提出了优化驱动性能的措施。该电源利用压控振荡器产生正弦小信号，经高压及功率放大后得到较高的驱动电压 及较大的驱动电流实现电机驱动 。根据压电振子等效 电路模型及工作特性，采取与超声 电机并联 电感 的方法优化 了电 源驱动性能。制作了驱动电源样机 ，并对输 出性能及优化效果进行了测试 。测试结果表明：设计 的电源驱动 电压及频率 可独立连续调节 ，可输 出理想的正弦信号波形 ；在 49．127kHz、49．756kHz两种频率下，接超声电机负载时，最大输 出电 压分别为 176．0V及 171．2V；超声 电机并联 1．442mH 电感后 ，电源驱动电流可减少至原来 的7．27 和 7．41 ，功率 因数可提高至0．968和 0．9550。得到的结果显示 ，设计 的电源满足超声电机驱动要求 ，采取 的优化措施在减小 电源 电流 负荷及提高电源输出功率利用率方面效果 明显 。 关 键 词 ：超声电机 ；压 电振子 ；二 自由度 ；驱动 电源 中图分类号 ：TM35 文献标识码 ：A doi：10．3788／OPE2279 ●。 … - Drivingpowersupplyfortwod·egree’o‘f-freedom ultrasonicmotorwith singlevibrator SUN Ye—m ing，ZENG Ping ，CHENG Guang—ming，GUO Kang (CollegeofMechanicalScienceandEngineering，JilinUniversity，Changchun130022，China) *C0r7Ps户0 72gauthor，E-mail：zengping321@163．com Abstract：A drivingpowersupplywasdesignedforthetwo—degree—of—freedom (2一DOF)ultrasonicmo— torwithasingleplate—shapedvibrator．AccordingtothehearYcurrentburdenand10w powerutiliza- tion ofthedrivingpowersupply，amethodforoptimizingthedrivingperformancewasproposed．The powersupplyusedavoltage—controlledoscillatortogenerateasmallsinesignal，andappliedahigh— voltageandpoweramplifiertoproduceahigherdrivingvoltageandalargerdrivingcurrent．Accord— ingto equivalentcircuitandoperating characteristicsofpiez3Ielectricvibrator，theultrasonicmotor wasconnectedwithanappropriateinductorinparalleltooptimizethedrivingperformanceofthedriv— ingpowersupply．A prototypeofdri