基于等效电路模型的超声波电动机匹配电路研究

doi:1004-7018(2019)07-0032-05

微特电机 ›› 2019, Vol. 47 ›› Issue (7): 32-36.doi: 1004-7018(2019)07-0032-05

基于等效电路模型的超声波电动机匹配电路研究

高炳东¹,潘云华²,张丛巨¹,王红茹¹,王帅¹

^1. 北京自动化控制设备研究所,北京 100074
^2. 西安创联超声波电动机有限责任公司,西安 710075

收稿日期:2018-01-23 出版日期:2019-07-28 发布日期:2019-07-26
作者简介:高炳东(1991—),男,硕士研究生,主要研究方向为伺服技术。

Research on the Voltage-Source Resonant Driving Schemes for Ultrasonic Motor Based on Equivalent Circuit

GAO Bing-dong¹,PAN Yun-hua²,ZHANG Cong-ju¹,WANG Hong-ru¹,WANG Shuai¹

^1. Beijing Institute of Automatic Control Equipment,Beijing 100074,China
^2. Xi’an Chuanglian Ultrasonic Technology Co.,Ltd.,Xi’an 710075,China;

Received:2018-01-23 Online:2019-07-28 Published:2019-07-26

摘要/Abstract

摘要：

针对超声波电动机LC匹配电路的电压增益易受驱动电压频率和温度影响,从而造成调频调速方式下电机转速控制变量驱动电压频率和幅值发生耦合的问题,对超声波电动机等效静电容温度特性进行测试和计算,基于等效电路模型分析了频率和温度对LC匹配电压增益的影响,对LCC匹配电路和LLCC匹配电路进行计算和分析,提出了一种带反馈回路的LC匹配电路。仿真结果表明,在驱动电压频率和温度变化时,带反馈回路的LC匹配电路输出电压幅值基本恒定,增益可调,且调节速度快、精度较高,实现了超声波电动机转速控制变量解耦。

关键词: 超声波电动机, 等效电路, 匹配电路, LC谐振, 反馈回路

Abstract:

Aiming at the problem that the voltage gain of the LC resonant inverter for ultrasonic motor(USM) are varying due to increasing temperature and changing driving frequency, resulting in coupling of driving frequency and amplitude of control variable, on the basic of the test and calculation of the USM’s equivalent static capacitance, a comparative study of four voltage-source resonant driving schemes, including the LC resonant inverter, the LCC resonant inverter, the LLCC resonant inverter and the LC resonant inverter with feedback loop was presented. By way of simulation experimental validation, the newly designed LC resonant inverter with feedback loop for USM possesses good performances of adjustable voltage gain, fast tuning speed, high accuracy and invariant output characteristic under the variation of driving frequency and temperature, realizing the decoupling of control variable .

Key words: ultrasonic motor, equivalent circuit, matching circuit, LC resonance, feedback loop

中图分类号:

TM359.9

高炳东,潘云华,张丛巨,王红茹,王帅. 基于等效电路模型的超声波电动机匹配电路研究[J]. 微特电机, 2019, 47(7): 32-36.

GAO Bing-dong,PAN Yun-hua,ZHANG Cong-ju,WANG Hong-ru,WANG Shuai. Research on the Voltage-Source Resonant Driving Schemes for Ultrasonic Motor Based on Equivalent Circuit[J]. Small & Special Electrical Machines, 2019, 47(7): 32-36.

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