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基于DDS的超声电机驱动电源的研制

更新时间：2020-03-13 10:35:04 大小：4M 上传用户：zhiyao6查看TA发布的资源 标签：dds超声电机驱动电源 下载积分：3分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

超声电机是一种基于压电效应和超声频段机械振动的高新技术产品，与传统的电磁式电机不同，它利用压电材料的逆压电效应，将产生的微小形变放大再通过摩擦作用将能量传递给转子，是典型的机电一体化产品，关于它的研究涉及机械设计、振动、材料、电力电子以及自动控制等多个学科。超声电机具有低速扭矩大、响应快、不受电磁干扰等诸多优点，但是上述优点需要合适的驱动器才能使其充分发挥。

  超声波电机工作频率在高于人类听觉所能感知的20kHz以上，一般低于100kHz，驱动频率要尽可能接近或等于其工作频率，这就给驱动器提出了带宽和频率分辨率的要求。由于传统的驱动电路信号源输出为方波，其谐波成份容易激起电机定子的非工作模态，对电机试验及性能发挥是非常不利的。基于以上原因以及现有的信号源技术及硬件设备能够较容易达到超声电机的特殊要求，采用正弦信号发生器，对其输出的信号直接放大作为电机驱动信号是较为适宜的方法。

  本文主要针对超声波电机原理和等效电路的分析结果提出一种较为合适的应用电路方案，并计算相关参数，制作驱动器实物。在设计过程中，将整个系统分为信号源、隔离和功放、升压和匹配电路三个大模块，对每个模块进行分析。首先比较常见的信号源应用电路，分析优缺点，最终确定方案。在本方案中采用直接数字频率合成（DDS）芯片为主体设计信号源，利用单片机实现控制字的加载以及输出频率、相位等参量的控制。由于本课题是针对大功率超声电机设计的，最终驱动电压几十至过百伏，因此，需要功放升压电路。超声电机本身呈电容特性，需要匹配电路实现高效的功率传输。本文将给出相关电路设计方案及驱动器实物制作。

  超声电机驱动技术的进步还依赖相关理论的完善，现有的驱动器体积相对较大，限制了电机的实用化发展。结合超声电机理论研究新型的驱动技术将电机本体和驱动电路一体化是实现驱动器小型化的一个重要方法，利用电机本体特征和压电变压器特点相似的特点将电机设计成变压器是新型驱动器设计努力的方向。

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