微型压电致动器驱动电源研究
发布时间：2021-02-18 11:47
近些年在微驱动定位领域中,压电陶瓷驱动技术发挥着越来越重要的作用。压电惯性电机结构简单、步进分辨率高、响应速度快、能很方便实现直线和旋转运动;而行波型超声电机具有效率高、旋转速度大、能断电自锁、响应迅速等优点,二者在微驱动精密定位控制领域都得到了广泛应用。压电惯性电机和行波超声电机都可以用在天文望远镜光纤定位系统中。本论文针对这两种小型化的电机驱动进行了研究,以ST公司的STM32F031G6U6单片机为核心,采用PWM开关驱动方式设计了两款微型高效率压电陶瓷驱动电源。本论文设计的压电惯性电机驱动电源可产生惯性电机转动所需的高压锯齿波信号。该电源主要由前级12V-100V升压部分、后级半桥部分和LC低通滤波器部分组成。在驱动两路等效电容约为120nF的压电惯性电机,使用100Vpp高压、频率5kHz、对称度90%的锯齿波,驱动电源的功耗约为2.5W。行波超声电机的驱动信号是两相相位差为90°的高频交流信号。设计的行波超声电机驱动电源主要由单片机PWM调制器、H桥和LLC滤波谐振部分组成。针对目前超声电机多种调速方法的缺点,本论文提出一种新的、间歇激励的调速方式,可让行波电机工作在步进方...
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２电荷控制型驱动电路??
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【参考文献】：
期刊论文
[1]基于恒流源的改进型压电陶瓷高压驱动电源[J]. 金学健,曹龙轩,冯志华. 压电与声光. 2017(05)
[2]CCM-CPM反激变换器小信号建模与仿真[J]. 于吉永,黄昌宾,刘祖贵. 电源技术. 2015(01)
[3]一种误差放大式压电陶瓷驱动电源的研制[J]. 钟文斌,刘晓军,卢文龙,陈良洲,虢磊. 压电与声光. 2014(02)
[4]行波超声电机驱动控制技术的发展[J]. 史敬灼,刘玉,沈晓茜,赵福洁,王晓节. 振动.测试与诊断. 2013(S2)
[5]反激式高频变压器的分析与设计[J]. 王牧之,王君艳. 现代电子技术. 2011(08)
[6]一种CCM模式下非理想Boost变换器的建模方法[J]. 许晓琳,解光军. 合肥工业大学学报(自然科学版). 2011(02)
[7]超声波电动机低压驱动控制器的设计[J]. 黎金良,鹿存跃,皮文苑. 微特电机. 2011(02)
[8]Integrated lens auto-focus system driven by a nut-type ultrosonic motor （USM）[J]. ZHOU TieYing1, CHEN Yu1, LU CunYue1, FU DeYong1, HU XiaoPing2, LI Yi2 & TIANBin2 1 Department of Physics, Tsinghua University, Beijing 100084, China; 2 Boly Media Communications (Shenzhen) Ltd., Shenzhen 518031, China. Science in China（Series E:Technological Sciences）. 2009(09)
[9]旋转型行波超声电机的等效电路模型[J]. 颜佳佳,阮新波. 中国电机工程学报. 2009(15)
[10]驱动芯片BCS1608及其在超声电机中的应用[J]. 柳莎莎,李毅,彭勇. 现代电子技术. 2009(04)
硕士论文
[1]基于压电惯性冲击驱动的支撑机构可调式微管道机器人研究[D]. 李钊.华东理工大学 2016
[2]基于TMS320C6701的超声波电机驱动控制系统设计[D]. 王磊.西安电子科技大学 2014
[3]惯性冲击式直线电机的设计及其应用[D]. 周昇.南京航空航天大学 2014
[4]高压压电陶瓷驱动电源技术研究[D]. 张磊.哈尔滨工业大学 2014
[5]一种PWM模式反激式开关电源的研究与设计[D]. 于臻.电子科技大学 2012
[6]基于DDS的超声电机驱动电源的研制[D]. 谭冠龙.电子科技大学 2011
[7]基于PWM开关控制的能量回收式压电陶瓷驱动电源的研究[D]. 杜志博.哈尔滨工程大学 2009
本文编号：3039514
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２电荷控制型驱动电路??
〇〇驱动电路实物图?（ｂ）双向反激电路简图??图１．４双向反激电路实物与简图??１?：Ｎ???￣￣＾?ｒ??３Ｖ＿＾??Ｂａｔｔｅｒｙ?＇?ｊｉ＿ｈ?ｆＬ，．?下ｃｔｕａｔｏｒ??ｒＬｓＪｈｕ?５ｉｒｊｌＡ／ｉ??Ｖ＾ｉ?Ｌ－?－丨??图１．５双向反激变换拓扑??１．３压电陶瓷等效电路模型??如图１．６?〇〇所示，文献＠?２４给出ＶａｎＤｙｋｅ压电陶瓷等效电气模型，压电陶??瓷的弹性柔量、机械阻尼和质量分别对应着图中的电容Ｃ，，电阻Ｒ！，电感Ｕ。??电容Ｃｏ为压电陶瓷两端的静态电容。而文献［２５］采用更多的电气元件建立了较复??杂的压电陶瓷等效模型，如图１．６（ｂ）所示，其中加入的串联电阻Ｒｓ和并联电阻??ＲＰ主要是考虑到压电陶瓷工作过程中的能量损失。为了更加准确地建立压电陶??瓷的等效模型，文献［２６］通过现场实验的方式，给出如图１．６（ｃ）所示的压电陶瓷等??效模型。本文在后续压电陶瓷驱动的软件仿真中，为了能更加方便准确地建立压??电陶瓷模型，考虑了压电陶瓷损耗，在ＶａｎＤｙｋｅ压电陶瓷等效电气模型的基础??上
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【参考文献】：
期刊论文
[1]基于恒流源的改进型压电陶瓷高压驱动电源[J]. 金学健,曹龙轩,冯志华. 压电与声光. 2017(05)
[2]CCM-CPM反激变换器小信号建模与仿真[J]. 于吉永,黄昌宾,刘祖贵. 电源技术. 2015(01)
[3]一种误差放大式压电陶瓷驱动电源的研制[J]. 钟文斌,刘晓军,卢文龙,陈良洲,虢磊. 压电与声光. 2014(02)
[4]行波超声电机驱动控制技术的发展[J]. 史敬灼,刘玉,沈晓茜,赵福洁,王晓节. 振动.测试与诊断. 2013(S2)
[5]反激式高频变压器的分析与设计[J]. 王牧之,王君艳. 现代电子技术. 2011(08)
[6]一种CCM模式下非理想Boost变换器的建模方法[J]. 许晓琳,解光军. 合肥工业大学学报(自然科学版). 2011(02)
[7]超声波电动机低压驱动控制器的设计[J]. 黎金良,鹿存跃,皮文苑. 微特电机. 2011(02)
[8]Integrated lens auto-focus system driven by a nut-type ultrosonic motor （USM）[J]. ZHOU TieYing1, CHEN Yu1, LU CunYue1, FU DeYong1, HU XiaoPing2, LI Yi2 & TIANBin2 1 Department of Physics, Tsinghua University, Beijing 100084, China; 2 Boly Media Communications (Shenzhen) Ltd., Shenzhen 518031, China. Science in China（Series E:Technological Sciences）. 2009(09)
[9]旋转型行波超声电机的等效电路模型[J]. 颜佳佳,阮新波. 中国电机工程学报. 2009(15)
[10]驱动芯片BCS1608及其在超声电机中的应用[J]. 柳莎莎,李毅,彭勇. 现代电子技术. 2009(04)
硕士论文
[1]基于压电惯性冲击驱动的支撑机构可调式微管道机器人研究[D]. 李钊.华东理工大学 2016
[2]基于TMS320C6701的超声波电机驱动控制系统设计[D]. 王磊.西安电子科技大学 2014
[3]惯性冲击式直线电机的设计及其应用[D]. 周昇.南京航空航天大学 2014
[4]高压压电陶瓷驱动电源技术研究[D]. 张磊.哈尔滨工业大学 2014
[5]一种PWM模式反激式开关电源的研究与设计[D]. 于臻.电子科技大学 2012
[6]基于DDS的超声电机驱动电源的研制[D]. 谭冠龙.电子科技大学 2011
[7]基于PWM开关控制的能量回收式压电陶瓷驱动电源的研究[D]. 杜志博.哈尔滨工程大学 2009
本文编号：3039514
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlilw/3039514.html
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