超聲波電動機驅(qū)動技術(shù)研究.pdf

1、超聲波電動機是一種新穎的驅(qū)動元件,這種電機具有電磁感應(yīng)電機不具有的優(yōu)勢,所以超聲波電動機目前已經(jīng)應(yīng)用在很多工業(yè)領(lǐng)域。超聲波電動機的驅(qū)動系統(tǒng)的優(yōu)劣在一定范圍內(nèi)決定了超聲波電機的運行特性,因此對超聲波電機驅(qū)動技術(shù)的研究是十分之重要的。
　　本文首先概述了超聲波電動機的發(fā)展歷程以及國內(nèi)外對超聲波電動機驅(qū)動技術(shù)的研究和應(yīng)用現(xiàn)狀,提出了超聲波電機的驅(qū)動技術(shù)難點。通過對壓電振子結(jié)構(gòu)和定子振動機理的剖析,分析了超聲波電動機的運行機理。介紹了電機

2、定子等效電路模型的建模方法,通過實驗的方法將電機定子等效模型的各個參數(shù)計算得出。
　　其次,針對驅(qū)動系統(tǒng)的主要構(gòu)成環(huán)節(jié)、逆變電路和阻抗匹配電路,對四種功率逆變電路拓撲結(jié)構(gòu)進行仿真分析,認為相對優(yōu)化的方法是半橋逆變電路。通過仿真分析得出較為理想的匹配方法為電感電容匹配方法。
　　再次,針對開關(guān)脈沖信號的方式,用Verilog語言編寫程序生成了對稱開關(guān)脈沖驅(qū)動信號波形,產(chǎn)生的信號可以用于驅(qū)動全橋逆變器。提出了利用直流斬波電路完成

3、調(diào)幅調(diào)速的方案,并進行仿真了驗證。同時,對脈沖信號中特有的高次諧波,進行了對驅(qū)動性能影響的分析,提出了采用SPWM或SHEPWM信號以便于減小高次諧波的影響。
　　最后采用線性驅(qū)動方法,完成了對超聲波電機的調(diào)速特性的測量。通過電機的速度特性曲線分析得到了如下結(jié)論:僅僅使驅(qū)動信號的波形優(yōu)化并不足以得到理想的驅(qū)動效果。進行了開關(guān)脈沖信號驅(qū)動實驗,驅(qū)動信號分別采用50％占空比方波和SHEPWM波,總結(jié)出SHEPWM具有更好的抑制高次諧波