一種具有頻率自動跟蹤功能的超聲波電機(jī)驅(qū)動電源的設(shè)計.pdf

1、超聲波電機(jī)（Ultrasonic Motor，簡稱USM）是近二十年來發(fā)展起來的一種新原理微型電機(jī)，該類電機(jī)不同于傳統(tǒng)的電磁感應(yīng)電機(jī)，它是利用壓電陶瓷的逆壓電效應(yīng)激發(fā)超聲振動，借助彈性體諧振放大，通過摩擦耦合使運(yùn)動體產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)或直線運(yùn)動。這種電機(jī)具有結(jié)構(gòu)緊湊、響應(yīng)快、低速大力矩、不受電磁干擾、斷電自鎖等優(yōu)點(diǎn)，在微型機(jī)械、機(jī)器人、精密儀器、家用電器、汽車、航空航天等方面有著廣泛的應(yīng)用前景。 二十多年來超聲波電機(jī)的研究取得了很大的進(jìn)展

2、，有些機(jī)型已經(jīng)逐步產(chǎn)業(yè)化。為了適應(yīng)超聲波電機(jī)推廣應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的需要，必須加強(qiáng)電機(jī)驅(qū)動控制技術(shù)的研究工作。目前，小型化、通用化、高性能的驅(qū)動電源和簡單、實(shí)用的控制技術(shù)已成為國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。本文總結(jié)了國內(nèi)外關(guān)于超聲波電機(jī)的驅(qū)動控制技術(shù)以及其驅(qū)動電源的設(shè)計理論與經(jīng)驗(yàn)，分析了電機(jī)的阻抗特性及其諧振頻率漂移的影響因素。在此基礎(chǔ)上，本文提出了基于保持電機(jī)驅(qū)動電壓、電流間相位差恒定不變的頻率跟蹤方法，設(shè)計了一種新型的超聲波電機(jī)驅(qū)動電源。

3、 本文開展的主要研究工作如下： （1）簡要介紹了超聲波電機(jī)的基本原理、獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)、發(fā)展歷史以及本論文的選題意義和主要內(nèi)容。 （2）分析了超聲波電機(jī)的阻抗特性，在此基礎(chǔ)上研究了電機(jī)頻率漂移的原因及不利影響，總結(jié)了各種實(shí)現(xiàn)頻率跟蹤的方法。 （3）在理論分析的基礎(chǔ)上，提出了基于保持超聲波電機(jī)驅(qū)動電壓、電流間相位差恒定不變的頻率跟蹤方法，該方法可以由鎖相環(huán)CD4046實(shí)現(xiàn)。 （4）對所設(shè)計的超聲波電機(jī)驅(qū)動電源進(jìn)行實(shí)