李长有，李帅涛，刘　遵

（河南理工大学 机械与动力工程学院，河南 焦作454000）

超声波电源的复合频率跟踪策略研究*

李长有，李帅涛，刘遵

（河南理工大学 机械与动力工程学院，河南 焦作454000）

针对现有超声波电源输出谐振频率固定及无法锁定超声波换能器多谐振模态的现象，提出基于数字锁相式频率跟踪技术与变步长搜索电流极值方式相结合的复合频率跟踪策略。复合频率跟踪策略综合数字化锁相技术与搜索电流极值方式的优点，通过数字鉴相器电路采样电源系统环路的电压和电流的相位差信息。超声波电源的控制系统依据相位差和电流极值信息进行频率调整，实现频率跟踪。利用示波器检测电路模板的跟踪效果，实验结果表明，复合频率跟踪策略能有效地实现频率跟踪，动态锁定换能器多谐振模态。

频率自动跟踪；超声波电源；数字式锁相环

0　引言

超声加工常采用压电式换能器，由于压电式换能器在加工的过程中会因负载剧烈变化、发热、磨损、疲劳等因素，导致换能器的阻抗特性发生变化，进而导致系统谐振频率发生漂移[1-2]。此时，若超声波电源无法自动跟踪换能器谐振频率变化，会造成整个超声振动系统失谐，超声电源会因失谐导致逆变电路损耗增大，甚至会烧毁超声波电源[3]。因此，频率自动跟踪技术在超声波电源系统中占据重要地位，超声振动系统常采用电反馈方式，电反馈大致可分为阻抗电桥方式、搜索电流极值方式及锁相环方式三种[4]。……