專利名稱：三電源空間調(diào)相行波超聲波電機(jī)正反轉(zhuǎn)移相控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種三電源空間調(diào)相行波超聲波電機(jī)正反轉(zhuǎn)移相控制方法，屬于超聲波電機(jī)控制領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
環(huán)形行 波超聲波電機(jī)是目前使用比較多的一種超聲波電機(jī)，其速度控制的實(shí)質(zhì)在于改變行波的波幅、速度和質(zhì)點(diǎn)的橢圓軌跡，對(duì)應(yīng)的三個(gè)基礎(chǔ)控制量是電壓幅值、頻率和相位差。常用的控制方案是將電壓、頻率、相位三種控制方式結(jié)合起來，合適的做法是，在利用電壓和頻率實(shí)現(xiàn)電機(jī)本體控制的基礎(chǔ)上，利用相位實(shí)現(xiàn)伺服輸出控制，因此相位差控制是重要的核心之一。時(shí)間移相控制時(shí)，傳統(tǒng)超聲波電機(jī)米用兩個(gè)電源csincotcsin (W t+/2+a ) = ccos (co t+ a )在AB區(qū)分別在定子中激勵(lì)獨(dú)立的駐波:wA = crsinnx sin cotwB = crcosnx cos (co t+ a )定子中合成波形為:w = wA+wB= cr [sin nx sin co t+cosnx cos〈cot+a )]其中cr為駐波橫向振動(dòng)振幅，為標(biāo)么值，r是駐波幅值相對(duì)于電壓幅值的系數(shù)，x為空間位置角度， 為振動(dòng)角頻率，n = I/A是沿定子圓周的波數(shù)，I為定子周長(zhǎng)，A為彈性波長(zhǎng)，t為時(shí)間，a + ^i/2為時(shí)間移相角。說明書中相同符號(hào)表示相同的含義。當(dāng)電源激勵(lì)時(shí)間相位互差值逐漸偏離/2時(shí)，定子中合成波形里面包含行波和駐波，且偏離量越大，駐波分量越大，從而改變了電機(jī)轉(zhuǎn)速。空間上兩個(gè)相同時(shí)間相位相同波長(zhǎng)的正弦波形疊加后仍然是正弦波形，合成正弦波形的幅值和空間位置取決于兩個(gè)原始正弦波形的幅值大小和比值關(guān)系。傳統(tǒng)超聲波電機(jī)每個(gè)電源各自激勵(lì)的駐波在空間上是固定的，如果將這個(gè)駐波改由兩個(gè)具有相同時(shí)間相位和相同波長(zhǎng)的駐波疊加而成，則兩個(gè)駐波大小關(guān)系的改變可以導(dǎo)致合成駐波在空間發(fā)生位移。利用 上述方法，単獨(dú)移動(dòng)A區(qū)的駐波，而兩區(qū)激勵(lì)電源保持原有的/2不變，則可以實(shí)現(xiàn)空間移相(単獨(dú)移動(dòng)B區(qū)駐波也有同樣效果)。即三電源行波超聲波電機(jī)。如

圖1所示，三電源行波超聲波電機(jī)的壓電陶瓷包括A區(qū)和B區(qū)。A區(qū)壓電陶瓷和B區(qū)壓電陶瓷空間相差四分之一行波波長(zhǎng)，各區(qū)壓電陶瓷均采用四分之一行波波長(zhǎng)的壓電片極化分區(qū)，極化分區(qū)沿順時(shí)針方向的極化方向技“++--”依次排列；所述壓電陶瓷采用電源一 10、電源ニ 11、電源三12激勵(lì),電源ー 10和電源ニ 11按順時(shí)針方向間隔作用于A區(qū)壓電陶瓷各極化分區(qū)，電源三12作用于B區(qū)壓電陶瓷，三個(gè)電源可表示為:
A區(qū)電源ー和電源ニ為:U1 = acos co t Uo = bcos co tB區(qū)電源三為:
權(quán)利要求
1.三電源空間調(diào)相行波超聲波電機(jī)正反轉(zhuǎn)移相控制方法，其特征在于，雙電源區(qū)電壓幅值分別為a、b，單電源區(qū)電壓幅值為
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三電源空間調(diào)相行波超聲波電機(jī)正反轉(zhuǎn)移相控制方法，其特征在于，所述c只取值I或-1。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種三電源空間調(diào)相行波超聲波電機(jī)正反轉(zhuǎn)移相控制方法，其通過對(duì)三個(gè)電源的電壓幅值的數(shù)學(xué)變換，使控制量、關(guān)聯(lián)控制量與空間移相角三者關(guān)系單一化，簡(jiǎn)化了三電源環(huán)形行波超聲波電機(jī)的正反轉(zhuǎn)移相控制。
文檔編號(hào)H02N2/14GK103138624SQ20131004154
公開日2013年6月5日 申請(qǐng)日期2013年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月1日
發(fā)明者胡敏強(qiáng), 蔣春容, 陸旦宏, 金龍, 徐志科 申請(qǐng)人:東南大學(xué)