專利名稱：用于壓電作動器的驅(qū)動器的可控電感裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電磁學和電力電子領(lǐng)域，涉及一種壓電作動器驅(qū)動控制器，特別是指一種適用于單相和多相壓電作動器的驅(qū)動器的可控電感技術(shù)。
背景技術(shù)：
壓電作動器是利用壓電功能材料構(gòu)成的一類作動器，包括壓電換能器、壓電焊接機、超聲電機等，已在多個領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的應用潛力和優(yōu)勢。壓電作動器工作時必須配備驅(qū)動器。由于壓電作動器一般為容性作動器，因此必須用電感進行阻抗匹配，以提高驅(qū)動器效率。但壓電作動器的容抗大小隨負載、驅(qū)動頻率和溫度等影響較大，固定電感無法做到動態(tài)匹配，因此如能使電感大小隨容抗改變而變化，則可提高驅(qū)動器效率。由于壓電作動器的工作頻率一般為超聲頻率，因此傳統(tǒng)的用于工頻領(lǐng)域的可控電抗器在此無法使用，主要障礙是使用的變壓器材料不能是硅鋼片，并且用于控制變壓器磁通的控制器如使用PWM技術(shù)，則由于開關(guān)管開關(guān)頻率過高，使得該部分電路的損耗增加。基于以上分析，本發(fā)明人對現(xiàn)有的壓電作動器驅(qū)動器中的可控電感技術(shù)進行深入研究，并經(jīng)多次改進，本案由此產(chǎn)生。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的，在于提供一種用于壓電作動器的驅(qū)動器的可控電感裝置，其可使得驅(qū)動器負載在壓電作動器負載變化時實現(xiàn)動態(tài)匹配。為了達成上述目的，本發(fā)明的解決方案是
一種用于壓電作動器的驅(qū)動器的可控電感裝置，所述壓電作動器與壓電驅(qū)動器相連接；所述可控電感裝置包括電感本體、信號處理電路、可控交流電源和相位檢測電路，電感本體的磁心由非硅鋼片制成，其副邊繞組與壓電作動器連接，輸出可調(diào)控的電感值，原邊繞組連接可控交流電源的一端，而可控交流電源的另一端連接信號處理電路，所述信號處理電路的另一端與相位檢測電路相連接，所述相位檢測電路檢測壓電驅(qū)動器的輸出相位或感興趣點的相位，通過信號處理電路改變可控交流電源的輸出電壓幅值或相位，進而改變電感本體的感抗大小。上述可控交流電源為可控交流電壓源或可控交流電流源。采用上述方案后，本發(fā)明利用影響電感本體感抗的因素，利用相位檢測電路實時檢測壓電驅(qū)動器的相位情況，并據(jù)此改變可控交流電源的輸出電壓相位或幅值，進而改變電感本體的感抗，從而實現(xiàn)壓電驅(qū)動器的負載匹配。本發(fā)明可將壓電驅(qū)動器的壓電作動器進行動態(tài)補償，在不同驅(qū)動頻率和負載條件下都能獲得完全匹配，提高驅(qū)動器效率。


圖1是本發(fā)明中電感可控的原理圖；其中圖中標號L一可控電感，L1-變壓器原邊主電感，L2-變壓器副邊主電感，M—變壓器原副邊互感，u—變壓器原邊電壓，變壓器原邊電流，i2_變壓器副邊電流，U—可控電壓源；
圖2是本發(fā)明用于壓電作動器驅(qū)動控制器的示意圖。
具體實施例方式以下將結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案進行詳細說明。如圖2所述，本發(fā)明提供一種用于壓電作動器的驅(qū)動器的可控電感裝置，所述的壓電作動器與壓電驅(qū)動器相互連接，在壓電驅(qū)動器的驅(qū)動下實現(xiàn)壓電作動器的工作；所述的可控電感裝置包括電感本體L、相位檢測電路G、信號處理電路S和可控交流電源，此處的可控交流電源可采用可控交流電壓源或可控交流電流源，本實施例中以可控交流電壓源U 為例進行說明，下面將對本發(fā)明中各部件的連接與工作關(guān)系進行介紹。配合圖1所示，所述的電感本體L實際上是個四端口變壓器，設其原邊主電感為 L1,副邊主電感為L2,原副邊互感為M，變壓器原邊電壓為u，變壓器原邊產(chǎn)生的電流為I1。將變壓器的副邊連接可控交流電壓源U,控制可控交流電壓源U,使變壓器副邊電流i2與I1滿足下式
則對變壓器原邊而言，等效電感為
權(quán)利要求
1.一種用于壓電作動器的驅(qū)動器的可控電感裝置，包括壓電作動器、壓電驅(qū)動器和可控電感裝置，所述壓電作動器與壓電驅(qū)動器相連接；其特征在于所述可控電感裝置包括電感本體、信號處理電路、可控交流電源和相位檢測電路，電感本體的磁心由非硅鋼片制成，其副邊繞組與壓電作動器連接，輸出可調(diào)控的電感值，原邊繞組連接可控交流電源的一端，而可控交流電源的另一端連接信號處理電路，所述信號處理電路的另一端與相位檢測電路相連接，所述相位檢測電路檢測壓電驅(qū)動器的輸出相位或感興趣點的相位，通過信號處理電路改變可控交流電源的輸出電壓幅值或相位，進而改變電感本體的感抗大小。
2.如權(quán)利要求1所述的用于壓電作動器的驅(qū)動器的可控電感裝置，其特征在于所述可控交流電源為可控交流電壓源或可控交流電流源。
全文摘要
本發(fā)明公開一種用于壓電作動器的驅(qū)動器的可控電感裝置，所述壓電作動器與壓電驅(qū)動器相連接；所述可控電感裝置包括電感本體、信號處理電路、可控交流電源和相位檢測電路，電感本體的磁心由非硅鋼片制成，其副邊繞組與壓電作動器連接，輸出可調(diào)控的電感值，原邊繞組連接可控交流電源的一端，而可控交流電壓源的另一端連接信號處理電路，所述信號處理電路的另一端與相位檢測電路相連接，所述相位檢測電路檢測壓電驅(qū)動器的輸出相位或感興趣點的相位，通過信號處理電路改變可控交流電源的輸出電壓幅值或相位，進而改變電感本體的感抗大小。此裝置可使得驅(qū)動器負載在壓電作動器負載變化時實現(xiàn)動態(tài)匹配。
文檔編號H02N2/00GK102361428SQ20111031441
公開日2012年2月22日 申請日期2011年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月17日
發(fā)明者李華峰 申請人:南京航空航天大學