袁怡雯，李华峰，李锡龙

(南京航空航天大学 机械结构力学与控制国家重点实验室，江苏 南京 210000)

静电电机已被广泛应用于微型电子机械系统领域[1]。与传统电磁式电机相比，毫米级静电电机能产生比相同尺寸的电磁电机更大的功率和力[2]。国内外对于正常尺寸的静电电机研究较少，目前还处于起步阶段[3-5]。本文所介绍的可变电容式直线静电电机为正常尺寸的设备。该电机由一对柔性薄膜组成，薄膜上分布着三相电极，三相电极整齐排列并且积累电荷。因为该类电机未使用铁磁材料，所以可在强磁场中完成一些特殊的任务。

静电电机投入到实际的使用中的困难之一是它的驱动电路。电机正常运转需要幅值为千伏级别的交流电压[6]。截至目前，日本东京大学设计了基于正弦波的驱动电路，根据驱动方法可将其分为3类：单频驱动法[7]、调制单频驱动法[8]、双频驱动法[9]。

上述3种方法中，单频驱动法存在电机低速运转时电机性能不稳定的问题[6]；调制单频驱动法产生的推力过小[10]；双频法需要两个三相高压信号，导致电源系统复杂，设计困难[11]。针对以上问题本文提出了使用方波信号驱动的方法，使静电电机按一定的步距前行，简化了驱动器的设计，使得静电电机在低速时具有不失步且推力稳定的优点。

1 静电电机的结构与驱动方法

本文从驱动电路的角度介绍了可变电容式直线静电电机的基本结构，并且详细介绍了静电电机的驱动方法。……