一种行波超声波电机低速控制的方法-东南大学学报.pdf

第３８卷第３期 东南大学学报（自然科 学版 ） Ｖｏｌ３８Ｎｏ３ 　 ２００８年５月 ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＳＯＵＴＨＥＡＳＴＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ） 　 Ｍａｙ２００８ 　　　　　　 一种行波超声波电机低速控制的方法 １ １ ２ ２，３ ２，３ 张　炎　宋爱国　王心坚　 胡敏强 　 金　龙 １ （东南大学仪器科学与工程学院，南京２１００９６） ２ （东南大学电气工程学院，南京２１００９６） ３ （东南大学教育部伺服控制技术工程研究中心，南京２１００９６） 摘要：通过有限元方法分析频率、电压、相位差３种调节方式对定子振型影响．结果表明：当驱动 频率远离工作模态的谐振频率时，由于非工作模态对定子振型的影响，电机低转速运行会出现不 连续现象；过低的相位差则会造成定子应力集中，影响电机寿命；在电机低转速运行时，通过电压 调节则可以避免以上问题．以直径 ６０ｍｍ行波超声波电机为例，通过构建以ＤＳＰ芯片 ＴＭＳ３２０Ｆ２８１２为核心的控制器，进行实验验证，实现电压调节时的电机低转速控制． 关键词：超声波电机；模态分析；低速控制；电压调节 中图分类号：ＴＭ３８３　　文献标识码：Ａ　　文章编号：１００１－０５０５（２００８）０３０４２９０５ Ｌｏｗｓｐｅｅｄｃｏｎｔｒｏｌｏｆｔｒａｖｅｌｉｎｇｗａｖｅｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｍｏｔｏｒ １ １ ２ ２，３ ２，３ ＺｈａｎｇＹａｎ　 ＳｏｎｇＡｉｇｕｏ　 ＷａｎｇＸｉｎｊｉａｎ　 ＨｕＭｉｎｑｉａｎｇ 　 ＪｉｎＬｏｎｇ １ （ＳｃｈｏｏｌｏｆＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００９６，Ｃｈｉｎａ） ２ （ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００９６，Ｃｈｉｎａ） ３ （ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｏｆＭｏｔｉｏｎＣｏｎｔｒｏｌＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，ＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００９６，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｒｅａｒｅｔｈｒｅｅｍｅｔｈｏｄｓｉｎｓｐｅｅｄｃｏｎｔｒｏｌｏｆｔｒａｖｅｌｉｎｇｗａｖｅｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｍｏｔｏｒ（ＴＵＳＭ），ｉｎ ｃｌｕｄｉｎｇｄｒｉｖｉｎｇｆｒｅｑｕｅｎｃｙ，ｖｏｌｔａｇｅａｎｄｐｈａｓｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ．Ｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄ，ｔｈｅｖｉ ｂｒａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｃａｎｂｅａｎａｌｙｚｅｄｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｄｒｉｖｉｎｇｆｒｅｑｕｅｎｃｙ．Ａｓａｒｅｓｕｌｔｏｆｔｈｅｎｏｎｗｏｒｋｍｏｄｅｌｓ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ，ｔｈｅｍｏｖｅｍｅｎｔｏｆＴＵＳＭｉｓｃｈｏｐｐｉｎｇｉｎｌｏｗｓｐｅｅｄｗｈｅｎｔｈｅｄｒｉｖｉｎｇｆｒｅｑｕｅｎｃｙｉｓｆａｒａｗａｙ ｆｒｏｍｔｈｅｒｅｓｏｎａｎｃｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙｏｆｔｈｅｗｏｒｋｍｏｄｅｌ．Ｔｈｅｓｔａｔｏｒｓｔｒｅｓｓｉｓｃｅｎｔｒａｌｉｚｅｄｉｎｔｈｅｅｘｃｅｓｓｉｖｅｌｙ ｌｏｗｐｈａｓｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ．ＴｈａｔａｆｆｅｃｔｓｔｈｅｌｉｆｅｏｆＴＵＳＭ．Ｉｎｌｏｗｓｐｅｅｄｃｏｎｔｒｏｌ