徐文潭，杨斌强，王光庆

(浙江工商大学，杭州 310018)



能量回馈型超声波电动机驱动与能量采集电路设计

徐文潭，杨斌强，王光庆

(浙江工商大学，杭州 310018)

针对能量回馈型超声波电机既具有精密驱动功能，又具有振动能量采集功能的要求，设计了基于TMS320LF2407的能量回馈型超声波电机驱动与能量采集电路，分析了电路的各个组成模块，并对电路硬件进行了设计与仿真；研制了电路硬件系统，搭建了电路测试平台，对电路进行了测试分析。研究结果表明：设计的驱动电路能够满足超声波电机的驱动要求，能量采集电路具有较好的采集回收功能，为在能量供应不足的场合实现超声波电机的持续应用提供了一种可行的解决方案。

能量回馈型超声波电机；驱动电路；采集电路；仿真与设计

0 引 言

超声波电机的运行机理建立在压电材料的逆压电效应基础之上，其驱动方式与传统电机不同。行波型超声波电机的驱动电路需要产生两路相位差为90°的交变电压，激励压电定子弯曲产生行波，并使定子表面质点以椭圆运动轨迹运动，驱动与之接触的转子作旋转运动[1-3]。但是定子的极化区域中存在未被极化的部分，如图1(a)阴影部分，这些陶瓷不仅不参与能量的转换。在电机定子高频振动过程中还存在着能量的损耗。

本文提出了一种能量回馈型超声波电机，其压电陶瓷极化分区如图1(b)所示，利用正压电效应可以采集压电定子高频振动过程中产生的机械振动能，并将其转换为电能回收利用。……