牛子杰，孙志峻，吴金涛，张 军，张激扬，梁大志

(1.南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室 南京，210016) (2.北京控制工程研究所 北京，100190)



傅里叶变换的行波型中空超声电机的系统效率*

牛子杰1，孙志峻1，吴金涛2，张 军1，张激扬2，梁大志1

(1.南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室 南京，210016) (2.北京控制工程研究所 北京，100190)

由于行波型中空超声电机的驱动信号为高压、高频信号，因此，由行波型中空超声电机及其驱动器组成的系统的各级功率与效率不容易获取，这些因素均影响到后续对行波型中空超声电机性能的研究。针对此问题，首先，通过傅里叶变换的方法对超声电机驱动信号进行处理，构建了电机及其驱动系统各级效率的计算方法；然后，通过实验获取了行波型中空超声电机及其驱动器组成的系统的效率，并进一步研究了驱动频率、驱动电压及谐振匹配点对系统效率的影响。实验表明：驱动频率越靠近谐振频率，系统总效率越高；驱动电压越大，系统总效率越高；驱动电路匹配的谐振点远远高于电机机械谐振频率，使得驱动信号频率介于电路谐振频率和机械谐振频率之间时系统的效率最高。

傅里叶变换； 超声电机； 系统效率； 谐振频率； 匹配电路

引 言

与电磁电机相比，超声电机具有大力矩、低转速、能量密度大、响应速度快、定位精度高、无电磁干扰、断电自锁等优点。随着光学工程、航空航天和精密制造等技术的快速发展，超声电机这些优点越来越突出，这使得对超声电机的需求更加迫切[1-2]。……