功率信号源在飞行器超声电机研究中的应用.pdf

案例 15 功率信号源在飞行器超声电机研究中的应用 实验名称：功率信号源ATG-2042在微小型旋翼飞行器超声电机的基础研究中的应用 研究方向：超声电机驱动 实验目的：针对现有微型飞行器动力装置存在的问题，设计了基于面内驻波驱动的多辐条式薄板 型旋转超声电机。利用有限元方法对结构参数进行了优化，对压电振子进行了模态规划和分析，结 果表明其具有结构和激励方式简单等特点。 测试设备：ATG-2042功率信号源 （信号源+功率放大器）、示波器、被测压电振子、计算机、微 控制器、激光发射器。 实验过程：根据压电振子的驱动原理，对压电振子上下两片压电陶瓷施加相同的激励信号可以使 压电振子产生振动，辐条状齿顶端驱动点获得微幅椭圆运动从而驱动转轴旋转。 这里将功率信号发生器直接作为功率信号源使用以简化实验装置，示波器用来监测实际施加在压电 振子上的激励信号的电压以及频率。使用热熔胶将超声电机原理样机固定在底座上，固定处为压电 振子的振动节点处以减少对振动的影响。下图为原理样机频率灵敏度实验装置： 测试结果：压电振子的最佳工作频率带为98.3kHz到98.7kHz之间，在此频率带内电机转速达到 最大并保持基本不变。工作频率带宽为0.5kHz，可以有效地避免由于装配误差等原因造成的工作 频率漂移的问题。 原理样机空载转速与驱动频率的关系 实验中用到的ATG-2042型功率信号发生器，其既可以作为功率信号源使用也可以作为功率放大器 使用，当作为功率信号源使用时无需接入额外的功放。 ATG-2042功率信号源参数指标及外观： 型号 ATG-2042 输出形式 单端输出 正弦波、方波、三角波、脉 输出波形 冲波 带宽 （-3dB） DC~500kHz 最大输出电压 400Vp-p （±200Vp） 最大输出功率 20Wp