超聲波電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)研究.pdf

1、超聲波電動(dòng)機(jī)是一種新穎的驅(qū)動(dòng)元件,這種電機(jī)具有電磁感應(yīng)電機(jī)不具有的優(yōu)勢(shì),所以超聲波電動(dòng)機(jī)目前已經(jīng)應(yīng)用在很多工業(yè)領(lǐng)域。超聲波電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)劣在一定范圍內(nèi)決定了超聲波電機(jī)的運(yùn)行特性,因此對(duì)超聲波電機(jī)驅(qū)動(dòng)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(dòng)機(jī)的發(fā)展歷程以及國(guó)內(nèi)外對(duì)超聲波電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)的研究和應(yīng)用現(xiàn)狀,提出了超聲波電機(jī)的驅(qū)動(dòng)技術(shù)難點(diǎn)。通過(guò)對(duì)壓電振子結(jié)構(gòu)和定子振動(dòng)機(jī)理的剖析,分析了超聲波電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行機(jī)理。介紹了電機(jī)

2、定子等效電路模型的建模方法,通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法將電機(jī)定子等效模型的各個(gè)參數(shù)計(jì)算得出。
　　其次,針對(duì)驅(qū)動(dòng)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(duì)四種功率逆變電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行仿真分析,認(rèn)為相對(duì)優(yōu)化的方法是半橋逆變電路。通過(guò)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(duì)開(kāi)關(guān)脈沖信號(hào)的方式,用Verilog語(yǔ)言編寫(xiě)程序生成了對(duì)稱開(kāi)關(guān)脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)波形,產(chǎn)生的信號(hào)可以用于驅(qū)動(dòng)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(jìn)行仿真了驗(yàn)證。同時(shí),對(duì)脈沖信號(hào)中特有的高次諧波,進(jìn)行了對(duì)驅(qū)動(dòng)性能影響的分析,提出了采用SPWM或SHEPWM信號(hào)以便于減小高次諧波的影響。
　　最后采用線性驅(qū)動(dòng)方法,完成了對(duì)超聲波電機(jī)的調(diào)速特性的測(cè)量。通過(guò)電機(jī)的速度特性曲線分析得到了如下結(jié)論:僅僅使驅(qū)動(dòng)信號(hào)的波形優(yōu)化并不足以得到理想的驅(qū)動(dòng)效果。進(jìn)行了開(kāi)關(guān)脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn),驅(qū)動(dòng)信號(hào)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