基于DC-DC升压和LC振荡的叠层压电陶瓷驱动电源研究 被引量：6

1

作者 潘松 黄卫清 《科学技术与工程》 2010年第20期4925-4929,共5页

根据叠层压电陶瓷的大容性负载特性,在电路分析的基础上提出了基于DC-DC升压变换器和LC振荡的驱动控制电源,在驱动电路中加入偏置电压,使输出电压在-20V到100V之间,满足叠层压电陶瓷的驱动要求。将此驱动器用于压电直线电机,电机运转平... 根据叠层压电陶瓷的大容性负载特性,在电路分析的基础上提出了基于DC-DC升压变换器和LC振荡的驱动控制电源,在驱动电路中加入偏置电压,使输出电压在-20V到100V之间,满足叠层压电陶瓷的驱动要求。将此驱动器用于压电直线电机,电机运转平稳,电路功耗小,通过匹配不同的电感实现了宽频率范围驱动。 展开更多

关键词 叠层压电陶瓷 DC-DC升压 LC振荡 偏置电压

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低温烧结压电陶瓷驱动器用材料特性研究 被引量：4

2

作者 张静 李正权 +3 位作者 褚涛 李慧琴 江平 郭亚雄 《压电与声光》 CAS 北大核心 2022年第4期502-506,共5页

以Pb(Ni_(1/3)Nb_(2/3))O_(3)-Pb(Zr_(0.41)Ti_(0.59))O_(3)(PNN-PZT)为基础体系,通过对烧结助剂x%CuO(质量比)和y%LiBiO_(2)(质量比)的质量进行调节,对陶瓷样品的相结构、微观组织形貌及电学性能进行了分析,阐述了助烧剂对陶瓷样品性... 以Pb(Ni_(1/3)Nb_(2/3))O_(3)-Pb(Zr_(0.41)Ti_(0.59))O_(3)(PNN-PZT)为基础体系,通过对烧结助剂x%CuO(质量比)和y%LiBiO_(2)(质量比)的质量进行调节,对陶瓷样品的相结构、微观组织形貌及电学性能进行了分析,阐述了助烧剂对陶瓷样品性能的影响。结果发现,在温度940~960℃下陶瓷烧结成瓷,且晶粒长大较充分。当x=0.2,y=1时,陶瓷样品的电学性能最优,即此时压电常数d_(33)=608 pC/N,机电耦合系数k_(p)=0.65,介电损耗tanδ=2.19%,介电常数ε_(r)=3843。采用烧结助剂质量比x=0.2,y=1的粉体制备7 mm×7 mm×36 mm的叠层压电驱动器,然后进行微观组织形貌和位移特性研究。叠层压电驱动器断面微观结构表明,电极层与陶瓷层粘接紧密,无裂缝或间隙产生。位移的测试结果表明,随着电压的增加,位移也在逐渐增加,在驱动电压为150 V时,其最大位移为46.280μm,位移增大的同时,迟滞逐渐降低。 展开更多

关键词 PNN-PZT 叠层压电陶瓷 烧结助剂 低温共烧

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一种双足驱动压电直线电机 被引量：11

3

作者 李海林 王寅 +1 位作者 黄卫清 梁宇 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第20期2719-2723,共5页

为研制高精度、大行程、大推力的压电直线电机,设计了一种基于叠层压电陶瓷的步进式压电直线电机。分析了电机的工作原理,对电机的结构进行了设计,制作了原理样机,并进行了实验研究。实验表明,在一定频率范围内,定子驱动足振幅与电压成... 为研制高精度、大行程、大推力的压电直线电机,设计了一种基于叠层压电陶瓷的步进式压电直线电机。分析了电机的工作原理,对电机的结构进行了设计,制作了原理样机,并进行了实验研究。实验表明,在一定频率范围内,定子驱动足振幅与电压成线性关系,且最大振幅可达2.9μm,电机最大无负载速度为796μm/s,最大输出推力为4.8N,达到了预期的目的。 展开更多

关键词 压电直线电机 叠层压电陶瓷 双足驱动 非共振 低频

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菱形压电微位移放大机构的设计 被引量：30

4

作者 黄卫清 史小庆 王寅 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期803-809,共7页

为提高叠层压电陶瓷作动行程,并使之具有往复对称作动的特性,提出一种基于三角放大原理的菱形压电微位移放大机构。该机构以叠层压电陶瓷作为驱动元件,利用三角位移放大原理,在放大叠层压电陶瓷位移输出的同时,实现在平衡位置两侧的双... 为提高叠层压电陶瓷作动行程,并使之具有往复对称作动的特性,提出一种基于三角放大原理的菱形压电微位移放大机构。该机构以叠层压电陶瓷作为驱动元件,利用三角位移放大原理,在放大叠层压电陶瓷位移输出的同时,实现在平衡位置两侧的双向主动输出。提出了相应的驱动方法,实现了对该机构输出方向和大小的控制。分析了机构的工作原理,通过解析计算得到该机构的理论放大倍数为2.9,与所建立有限元模型通过仿真计算得到放大倍数2.5相近。制作了试验样机并进行了试验验证,结果显示:该机构在驱动电压为200V时最大输出位移为(32±16)μm,对叠层压电陶瓷位移输出的放大比例为2.4倍,与理论计算相近;频率响应试验表明信号频率对位移输出影响较小。提出的设计方案实现了位移放大和位移双向主动输出这两个预期目标。 展开更多

关键词 叠层压电陶瓷 压电微位移放大 三角位移放大 双向作动

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三角位移转换式压电直线电机 被引量：4

5

作者 王寅 潘松 +1 位作者 黄卫清 余卿 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第8期1973-1979,共7页

为了在保持电机精度的同时获得较大作动行程,提出了一种以叠层压电陶瓷作为激励振动源的压电直线电机。分析了电机的工作原理,推导了电机驱动足在工作时的运动轨迹。设计安装了电机样机,并对其定子进行了测试。最后,在两种激发条件下实... 为了在保持电机精度的同时获得较大作动行程,提出了一种以叠层压电陶瓷作为激励振动源的压电直线电机。分析了电机的工作原理,推导了电机驱动足在工作时的运动轨迹。设计安装了电机样机,并对其定子进行了测试。最后,在两种激发条件下实验研究了电机的整机性能。结果表明:单组叠层压电陶瓷激励时,该样机定子驱动头在接触面法向和切向同时具有振动分量,并能够在阶跃和连续两种不同激励方式下实现单向大行程直线运动。以锯齿波激励时可实现步进运动,激励频率为20Hz时步距为0.1μm;以两路相位差π/2的正弦波激励时,可在1.5kHz到5.8kHz的激励频率区间输出稳定连续的直线运动,其运动速度随激励频率的升高而增大,在峰-峰值110V(50V偏置)的正弦电压激励下其推力可达4.8N。该电机具有高位置分辨率和宽频率响应,可以在两种工作模式下分别稳定地实现直线步进和大行程连续运行。 展开更多

关键词 直线电机 压电电机 叠层压电陶瓷 三角位移转换 双模式

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一种圆筒形压电直线电机的设计及实验研究 被引量：5

6

作者 陈培洪 王寅 黄卫清 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第12期1484-1488,共5页

为研制具有高分辨率、宽频响、大行程的压电直线电机,提出了一种基于叠层压电陶瓷的圆筒形压电直线电机,并利用碟形弹簧对叠层压电陶瓷进行预紧。在分析电机工作原理的基础上对电机的结构进行了设计,并制作了原理样机,对其进行了实验研... 为研制具有高分辨率、宽频响、大行程的压电直线电机,提出了一种基于叠层压电陶瓷的圆筒形压电直线电机,并利用碟形弹簧对叠层压电陶瓷进行预紧。在分析电机工作原理的基础上对电机的结构进行了设计,并制作了原理样机,对其进行了实验研究。实验测定结果如下:在一定频率范围内定子驱动足输出振幅最大值为2μm,电机最大无负载速度为3.7mm/s,最大输出推力为4.3N。 展开更多

关键词 压电直线电机 叠层压电陶瓷 碟形弹簧 非共振 实验研究

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三相驱动交替步进压电直线电机 被引量：7

7

作者 苏钊 黄卫清 +2 位作者 王寅 孙梦馨 卢倩 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第9期2538-2544,共7页

基于叠层压电陶瓷的压电直线电机有望应用于光波导封装等高新技术领域,已有的研究中电机性能有待提高。为此提出一种三相驱动交替步进压电直线电机。分析其工作机理,从理论上对比三相方波三角波(两路反相方波与一路三角波)电压信号与四... 基于叠层压电陶瓷的压电直线电机有望应用于光波导封装等高新技术领域,已有的研究中电机性能有待提高。为此提出一种三相驱动交替步进压电直线电机。分析其工作机理,从理论上对比三相方波三角波(两路反相方波与一路三角波)电压信号与四相正弦波电压信号驱动下电机的输出特性,分析预压力对电机工作情况的影响,采用有限元方法对电机夹持结构进行刚度分析。根据分析结果设计了电机结构并制作了样机,通过实验测试了样机的机械性能,验证了该原理方案的可行性。在峰峰值为100V,频率为100Hz的三相方波三角波、四相正弦波电压信号驱动下,该电机的最大速度分别为0.502,0.432mm/s,最大推力分别为4.63,3.73N。文中提出的电机性能得到了提升。 展开更多

关键词 压电直线电机 叠层压电陶瓷 交替作动 步进 三相驱动

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双向驱动压电作动器结构设计 被引量：3

8

作者 刘雪瑞 黄卫清 +1 位作者 王寅 孙梦馨 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2017年第6期1175-1180,共6页

为了实现叠层压电作动器双向驱动、提高作动行程的目的,设计了利用三角位移放大原理的双向驱动压电作动器。分析了作动机构的运动及放大机理,建立了作动器的输出位移的理论模型和有限元静力模型。样机输出特性试验结果显示:压电作动器... 为了实现叠层压电作动器双向驱动、提高作动行程的目的,设计了利用三角位移放大原理的双向驱动压电作动器。分析了作动机构的运动及放大机理,建立了作动器的输出位移的理论模型和有限元静力模型。样机输出特性试验结果显示:压电作动器的位移放大倍数达5.45,与有限元仿真得到的放大倍数5.71以及解析计算得到的5.76倍相对偏差分别是4.77%和5.69%;驱动器在幅值为200 V正弦电压的激励下,作动行程达105.5μm,作动行程与电压幅值具有很高的线性度(相关程度R2=0.997),且有很高的重复精度;作动器的输出特性受频率影响较小,频率每升高10 Hz,作动振幅减小0.04μm;放大机构的迟滞效应相比单个叠层压电陶瓷有很大改善,迟滞回线中心对称。该结构实现了较大行程、双向对称驱动的目的,适用于需要往复驱动特性对称的应用场合。 展开更多

关键词 叠层压电陶瓷 微位移放大机构 双向驱动 迟滞效应

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非共振式压电直线电机中的防剪切机构 被引量：2

9

作者 孙梦馨 王寅 +1 位作者 黄卫清 卢倩 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2017年第6期1250-1255,共6页

基于叠层压电陶瓷在使用中需要设计防剪切机构的特点,在总结非共振式压电直线电机的工作原理的基础上,对3种不同的防剪切机构进行了理论分析,结合已有的样机研究了其对非共振电机运动性能的影响,概述了其优势与劣势。在理论仿真分析中,... 基于叠层压电陶瓷在使用中需要设计防剪切机构的特点,在总结非共振式压电直线电机的工作原理的基础上,对3种不同的防剪切机构进行了理论分析,结合已有的样机研究了其对非共振电机运动性能的影响,概述了其优势与劣势。在理论仿真分析中,得到最佳的机构形式,并对其进行结构优化,将最佳方案运用于定子结构中,制作了样机,实验结果验证了理论分析的正确性。新型样机在输入100V,100Hz的方波-三角波信号时,电机正向运动速度为209.1μm/s,反向运动速度为210.3μm/s。 展开更多

关键词 压电直线电机 非共振 叠层压电陶瓷 防剪切机构

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一种新型非共振压电直线电机的设计 被引量：20

10

作者 黄卫清 孟益民 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第14期1717-1721,共5页

提出一种基于叠层型压电陶瓷的新型压电直线电机,该电机工作在非共振状态,采用双驱动足设计,在四路相位差90°的正弦波信号激励下,两驱动足分别产生椭圆运动推动直线导轨做直线运动。与共振型压电直线电机相比,该电机具有工作频率可... 提出一种基于叠层型压电陶瓷的新型压电直线电机,该电机工作在非共振状态,采用双驱动足设计,在四路相位差90°的正弦波信号激励下,两驱动足分别产生椭圆运动推动直线导轨做直线运动。与共振型压电直线电机相比,该电机具有工作频率可调,工作状态受外界影响小的优点。实验表明,在一定频率范围内,电机运行速度与驱动信号频率成正比。电机最大输出推力为4.1N,最大运行速度为3.7mm/s。 展开更多

关键词 直线电机 非共振 叠层型压电陶瓷 双足驱动

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一种低频大行程直线型压电电机的研究 被引量：8

11

作者 李艳林 黄卫清 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2009年第4期507-509,共3页

基于叠层式压电陶瓷在低频带范围内的变形幅值大,与驱动电压线性度好且基本不随驱动频率变化的特点,提出并研制了一种低频大行程直线型压电电机。与共振式压电电机相比,该电机在低频范围内输出速度与驱动频率的线性度好,可控性较好。对... 基于叠层式压电陶瓷在低频带范围内的变形幅值大,与驱动电压线性度好且基本不随驱动频率变化的特点,提出并研制了一种低频大行程直线型压电电机。与共振式压电电机相比,该电机在低频范围内输出速度与驱动频率的线性度好,可控性较好。对电机的工作机理进行了分析,同时利用有限元软件对电机的结构进行设计,并试制了原理样机。实验结果表明,电机可在100 Hz^2 kHz的频带工作,其速度在100 Hz^1 kHz的频带内基本和频率成正比,最大空载速度为60 mm/min。 展开更多

关键词 叠层式压电陶瓷 直线电机 非共振 低频 驱动器

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多足箝位式压电直线电机的研究 被引量：1

12

作者 潘雷 王寅 +1 位作者 黄卫清 张胜 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第8期1080-1084,共5页

提出一种基于尺蠖式原理的多足箝位式压电直线电机。对电机的工作原理和机械结构进行介绍和分析,给出了该电机输出力的计算公式,并对电机进行了试验研究。该电机有效降低了该类驱动器的加工和装配的要求,增强了电机运行的稳定性。

关键词 压电直线电机 尺蠖式 叠层型压电陶瓷 箝位力

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