CN109428507A - 一种超声电机驱动过程中电感切换方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种超声电机驱动过程中电感切换方法，驱动器中设置频率临界点，所述的频率临界点包括上界频率临界点和下界频率临界点，超声电机驱动过程中电感切换方法的切换流程是:驱动器实时监测自身输入驱动频率，当驱动频率单调递增，并越过上界频率临界时，驱动器进行切换电感动作，短接部分匹配电感，降低超声电机匹配电感值，降低电机驱动波形电压，同时减小电机注入电流，降低电机温升，调节电机本体可驱动频率范围；当驱动频率单调递减，并越过下界频率临界时，驱动器再次进行电感切换动作，恢复并引入被短接匹配电感，提高驱动电路匹配电感值，提高电机驱动波形电压，同时调节电机可输出扭矩，提高电机输出功率。本发明其设计科学合理，使用方便。
Description
技术领域：
本发明涉及一种超声电机驱动过程中电感切换方法，属于超声电机驱动技术领域。
背景技术：
超声电机利用压电陶瓷逆压电效应；陶瓷片在高电压、高频率(>20kHz)波形驱动下，产生高频振动，并形成振动行波，推动电机动子运行。虽然压电陶瓷的驱动需要高压驱动，但极化后的陶瓷片对驱动电压仍有一定要求，否则会造成陶瓷片击穿，损坏超声电机本体；即超声电机在驱动过程中，驱动电压应小于陶瓷片击穿电压。另外，超声电机驱动电压的升高，紧随着陶瓷片注入电流的增加，电机温升速度加快，严重影响超声电机连续运行时间，否则陶瓷片温升过高，会严重损害电机寿命。超声电机驱动系统中，按照LC匹配方式可以分为串联匹配方式和并联匹配方式两种。在串联匹配方式驱动系统中，电机驱动电压幅值随驱动频率的增加而不断升高。在高压注射器超声电机应用中，需要电机大速度范围运行，即大范围驱动频率驱动。目前，现有的技术方案中，均不能实现超声电机大速度范围驱动下，电机输入电压调节问题，存在较大隐患。
发明内容：
本发明针对要解决的技术问题，提出了一种超声电机驱动过程中电感切换方法，当超声电机期望速度大于实际速度时，闭环控制系统会自动降低超声电机驱动频率，提高电机实际转速；当超声电机期望速度小于实际速度时，闭环控制系统会提高超声电机驱动频率，降低电机转速。在超声电机驱动频率降低和上升过程中，控制系统在驱动频率越过临界值时，切换电感，调节超声电机输入驱动电压范围，其设计科学合理，使用方便。
一种超声电机驱动过程中电感切换方法，所述的切换方法包括驱动器，驱动器中设置频率临界点，所述的频率临界点包括上界频率临界点和下界频率临界点，所述的上界频率临界点频率大于下界频率临界点频率，所述的超声电机驱动过程中电感切换方法的切换流程是:驱动器实时监测自身输入驱动频率，当驱动频率单调递增，并越过上界频率临界时，驱动器进行切换电感动作，短接部分匹配电感，降低超声电机匹配电感值，降低电机驱动波形电压，同时减小电机注入电流，降低电机温升，调节电机本体可驱动频率范围；当驱动频率单调递减，并越过下界频率临界时，驱动器再次进行电感切换动作，恢复并引入被短接匹配电感，提高驱动电路匹配电感值，提高电机驱动波形电压，同时调节电机可输出扭矩，提高电机输出功率。
本发明的有益效果：本发明的技术方案中，当超声电机期望速度大于实际速度时，闭环控制系统会自动降低超声电机驱动频率，提高电机实际转速；当超声电机期望速度小于实际速度时，闭环控制系统会提高超声电机驱动频率，降低电机转速。在超声电机驱动频率降低和上升过程中，控制系统在驱动频率越过临界值时，切换电感，调节超声电机输入驱动电压范围，其设计科学合理，使用方便。
附图说明：
为了易于说明，本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。
图1是本发明的系统图。
具体实施方式：
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本发明。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
如图1所示，一种超声电机驱动过程中电感切换方法，所述的切换方法包括驱动器，驱动器中设置频率临界点，所述的频率临界点包括上界频率临界点和下界频率临界点，所述的上界频率临界点频率大于下界频率临界点频率，所述的超声电机驱动过程中电感切换方法的切换流程是:驱动器实时监测自身输入驱动频率，当驱动频率单调递增，并越过上界频率临界时，驱动器进行切换电感动作，短接部分匹配电感，降低超声电机匹配电感值，降低电机驱动波形电压，同时减小电机注入电流，降低电机温升，调节电机本体可驱动频率范围；当驱动频率单调递减，并越过下界频率临界时，驱动器再次进行电感切换动作，恢复并引入被短接匹配电感，提高驱动电路匹配电感值，提高电机驱动波形电压，同时调节电机可输出扭矩，提高电机输出功率。
本发明的原理是：当超声电机期望速度大于实际速度时，闭环控制系统会自动降低超声电机驱动频率，提高电机实际转速；当超声电机期望速度小于实际速度时，闭环控制系统会提高超声电机驱动频率，降低电机转速。在超声电机驱动频率降低和上升过程中，控制系统在驱动频率越过临界值时，切换电感，调节超声电机输入驱动电压范围。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (2)
1.一种超声电机驱动过程中电感切换方法，其特征在于：所述的切换方法包括驱动器，驱动器中设置频率临界点，所述的频率临界点包括上界频率临界点和下界频率临界点，所述的超声电机驱动过程中电感切换方法的切换流程是:驱动器实时监测自身输入驱动频率，当驱动频率单调递增，并越过上界频率临界时，驱动器进行切换电感动作，短接部分匹配电感，降低超声电机匹配电感值，降低电机驱动波形电压，同时减小电机注入电流，降低电机温升，调节电机本体可驱动频率范围；当驱动频率单调递减，并越过下界频率临界时，驱动器再次进行电感切换动作，恢复并引入被短接匹配电感，提高驱动电路匹配电感值，提高电机驱动波形电压，同时调节电机可输出扭矩，提高电机输出功率。
2.根据权利要求1所述的一种超声电机驱动过程中电感切换方法，其特征在于：所述的上界频率临界点频率大于下界频率临界点频率。
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