“三驱动足”压电马达研究

分析了驻波压电马达的工作原理，提出一种驻波式“三驱动足”压电马达，说明了工作原理，设计研制了试验装置，并进行了初步的试验研究。     

非接触压电马达驱动机理分析

主要研究行波型非接触压电马达的驱动机理，该文引入边界层概念，对振动体产生的边界层进行分析，探讨行波型超声波非接触驱动机理。给出在振于产生的边界层内超声波非接触驱动主要为声流驱动，而在边界层外是由壁面行波产生的斜向声辐射压力驱动。     

压电马达驱动控制电路的研究

分析和设计了一种频率可调式小型化压电马达驱动控制电路,能够输出单路和双路信号(相位差为90°),驱动控制驻波型和行波型压电马达,并实现了无线遥控,输出频率范围在0～150 kHz,输出电压可以通过改变变压器的匝数比进行调节.通过实验证实了这种驱动电路能够满足压电马达驱动的要求.     

双驱动足压电平台驱动电源设计

根据双驱动足压电平台的驱动特性,设计了相应的驱动电路。该电路为可控电压源,具有信号π/2延迟和低频线性放大的特点,线性度好。由PSoC3发出频率、幅值连续可调的驱动信号和相应的偏置信号,经硬件电路实现信号的处理和电压、功率放大,放大范围为0~220V,可通过置换更高性能的场效应管实现更大范围的电压输出。硬件电路分为信号处理部分和功率放大部分。信号处理部分主要是进行分频和信号偏置,功率放大部分进行电压放大和功率输出。针对三极管放大时的工作参数的分布特性,使用电压跟随器实现波形的反对称修正和跟随。用集电极输出的方式实现电压放大,有一定的输出内阻,因压电叠堆的大容性特性,只适用于1kV内的低频输出。     

一种新型直线压电马达驱动器

在分析以色列Nanomotion公司直线压电马达运行机理的基础上，设计了一种基于谐振原理压电马达驱动器。采用CPLD设计作为电路的逻辑控制器，利用两个背靠背高压浮地驱动MOSFET实现方向开关。通过实验证实了该压电马达驱动电路能够满足驱动压电马达的要求，同传统的驱动器相比，该文所设计驱动器提高了输出驱动信号的准确度。     

压电马达功率驱动电路的工程优化

压电马达需高压交流信号进行驱动,传统的驱动电路通过电感与马达构成谐振升压电路产生高压。分析指出了传统电路缺点在于谐振电路的输出信号不均衡且不稳定,而且需逐个微调马达对应的匹配电感。基于短时工作、轻载荷的应用环境,针对上述缺点提出了多级升压方案。新的方案减轻了谐振升压电路的压力。电感主要作用转变为调节电路功率因数。因此两相输出信号变得平稳、均衡,且无需微调电感,调试过程得以精简,利于批量生产。试验数据表明电路可输出±260 V的交流信号,驱动Ф11 mm行波压电马达正常工作,转速约600 RPM。     

压电线性马达与纳米马达

国外对压电线性马达的研究已经进行了有些年了，并已有较为成熟的应用，它利用压电陶瓷基片或薄膜、电致伸缩材料等功能部件实现驱动。主要特征是能够提供较大的横向输出力。同时。又可能实现超高精度和小位移——毫米级的位移行程和原子级的精度。一般用空载速度、最大推进力、效率及其他一些参数来表表压电线性马达。该文首先介绍几种类型的压电线性马达。包括它们的结构、运行原理和特性等。然后再介绍纳米马达，应该指出，纳米马达是压电线性马达的发展。其特点是能够实现纳米级精度的位移。国外已经在精密仪器、航天航空、自动控制、办公自动化、微型机械系统、微装配、纳米定位等领域得到了实际应用。     

压电微马达研究进展

利用网络和图书馆对国际上1996年至今的压电微马达研究进展进行了调研。分别介绍了压电薄膜陶瓷的行波、驻波类微马达的最新研究情况，同时也对一种具有与压电微马达特性相同的静电超声微马达的研究作了说明，最后给出了本实验室研制的压电陶瓷行波微马达的运动机理。     

新型压电驱动机构

介绍了所研制的新型压电流体泵、多自由度压电马达、压电超声减摩机构等新型压电驱动机构的基本原理、试验样机的结构及研究现状。     

压电马达用压电陶瓷的研究

采用传统的电子陶瓷工艺制备了高性能四元系压电陶瓷 (PZN- PMS- PZT- r Mn O2 )。考察了不同剂量的锰掺杂对压电陶瓷的介电性能和压电性能的影响 ,即室温介电常数 ε、介电损耗 tanδ、居里温度 Tc、机电耦合系数 kp、压电常数 d33和机械品质因数 Qm。随着 Mn含量的增加 ,ε和 tanδ均减小 ;由于内偏置场的影响 ,居里温度 Tc随锰含量的增加而增加。kp 和 d33随 Mn含量的增加而减小 ;而 Qm 表现出较复杂的变化规律 ,随 Mn含量的增加 Qm先增加 ,当 r=0 .2 %时 ,达到最大值 10 0 0 ,当 r>0 .2 %时 ,Qm 下降。实验结果表明 :当 r=0 .2 %的锰掺杂压电陶瓷比较适合制作压电马达 ,其压电性能为 ε=12 0 0、tanδ=0 .0 0 4、Tc=349°C、kp=0 .6 0、d33=380 p C/ N和 Qm=10 0 0     

离合器耦合传动型压电电机传动机理的研究

设计和制作了一台离合器耦合传动型压电电机。分析了离合器回程间隙的大小与电机的性能密切相关，即减小回程间隙可提高电机的堵转扭矩和速度。该文对离合器部件作了运动和弹性变形分析，认为回程间隙由两部分组成，一部分为设计和装配形成的回程间隙，可以消除，另一部分为离合器部件弹性变形引起的回程间隙，不能消除。离合器的结构参数决定了回程间隙大小。     

一种采用离合器耦合驱动的压电电机的设计

给出了压电电机的定义并按驱动方式对压电电机进行了分类。介绍了离合器耦合驱动机理，指出离合器耦合驱动方式与传统的摩擦驱动方式相比较，优点在于消除了摩擦损耗和易于进行精确的位置控制等。设计、制作了一台离合器耦合驱动的旋转电机，验证了离合器耦合驱动概念。对电机的性能测试显示，电机工作稳定，步进精确且转角可精确控制。     

超声压电马达矩形复合板振子的耦合振动分析

以矩形复合平板为对象，根据弹性薄板理论，确定复合板的等效弹性常数，导出复合平板的弯曲振动方程；并利用表观弹性法，建立了振子共振频率的简单解析表达式。由于计算方法简单，所以这种方法可供科研及工程设计人员参考     

同步箝位压电马达的运动特性仿真

为研究同步箝位控制压电马达的动力学特性,运用系统仿真软件Maplesim,分别建立箝位开关、压电陶瓷片和单自由度振子的数值模型,进行了压电马达进行了整体性能仿真。该动态模型的仿真结果表明,该压电马达具有良好的步进特性,在驱动电压和占空比分别为100 V和50%时,空载单次步距为8.182 μm;输出轴平均速度随驱动电压的增加而增加,随负载和占空比的增加而减小,呈一定的函数关系。该仿真对压电箝位马达在实验和使用时的控制参数调节提供了重要参考。     

同步箝位压电马达的运动特性仿真

为研究同步箝位控制压电马达的动力学特性,运用系统仿真软件Maplesim,分别建立箝位开关、压电陶瓷片和单自由度振子的数值模型,进行了压电马达进行了整体性能仿真。该动态模型的仿真结果表明,该压电马达具有良好的步进特性,在驱动电压和占空比分别为100V和50%时,空载单次步距为8.182μm;输出轴平均速度随驱动电压的增加而增加,随负载和占空比的增加而减小,呈一定的函数关系。该仿真对压电箝位马达在实验和使用时的控制参数调节提供了重要参考。     

液体媒质非接触型压电超声马达机理研究

介绍了一种液体媒质非接触型压电超声马达;这种马达的定子与转子是不接触的,且转子处于液体媒质中,定子压电振动所产生的能量通过定、转子间的液体传递给转子,从而驱动转子旋转,是压电超声马达的一个新的研究领域,文章给出了液体媒质非接触型压电超声马达的结构及驱动电路,对其运行机理进行了分析,并对目前存在的问题及进一步的研究方向作了阐述。     

行波非接触压电马达的声波传播分析

以行波非接触压电马达为对象，对其工作情况进行了分析，指出通过超声波由固体气体固体的传递，使得压电振子产生的机械振动能传到从动件上，并推动从动件运动。因此，进一步从声波传递特性入手，分析了声波的传递过程及作用，并说明行波非接触压电马达是通过超声波的辐射压力，推动从动件运动的；同时，由于声波在不同介质中传递时，介质的界面有反射作用，因而当超声波穿过空气介质传递到从动件时，能量大部分被反射。所以，目前这种行波非接触压电马达难以产生较大的输出能力。