微型壓電致動器驅動電源研究.pdf

1、近些年在微驅動定位領域中,壓電陶瓷驅動技術發(fā)揮著越來越重要的作用。壓電慣性電機結構簡單、步進分辨率高、響應速度快、能很方便實現(xiàn)直線和旋轉運動;而行波型超聲電機具有效率高、旋轉速度大、能斷電自鎖、響應迅速等優(yōu)點,二者在微驅動精密定位控制領域都得到了廣泛應用。
　　壓電慣性電機和行波超聲電機都可以用在天文望遠鏡光纖定位系統(tǒng)中。本論文針對這兩種小型化的電機驅動進行了研究,以ST公司的STM32F031G6U6單片機為核心,采用PWM開關

2、驅動方式設計了兩款微型高效率壓電陶瓷驅動電源。
　　本論文設計的壓電慣性電機驅動電源可產生慣性電機轉動所需的高壓鋸齒波信號。該電源主要由前級12V-100V升壓部分、后級半橋部分和LC低通濾波器部分組成。在驅動兩路等效電容約為120nF的壓電慣性電機,使用100 Vpp高壓、頻率5kHz、對稱度90％的鋸齒波,驅動電源的功耗約為2.5W。
　　行波超聲電機的驅動信號是兩相相位差為90°的高頻交流信號。設計的行波超聲電機驅動電

3、源主要由單片機PWM調制器、H橋和LLC濾波諧振部分組成。針對目前超聲電機多種調速方法的缺點,本論文提出一種新的、間歇激勵的調速方式,可讓行波電機工作在步進方式,不僅速度調整范圍寬、線性好,同時具有定位精度高的特點。對一種自制行波電機的實驗表明,其最小步進角約為0.5×10-3rad,電機速度可以在6轉/秒以下連續(xù)調節(jié)。當拖動2個行波電機以0.8轉/秒空載運行時,驅動電源包括控制器需要的總功率約為1.08W。
　　本論文編寫了基于