JPH02101974A - Ultrasonic motor drive - Google Patents

Ultrasonic motor drive

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Publication number
JPH02101974A
JPH02101974A JP63254052A JP25405288A JPH02101974A JP H02101974 A JPH02101974 A JP H02101974A JP 63254052 A JP63254052 A JP 63254052A JP 25405288 A JP25405288 A JP 25405288A JP H02101974 A JPH02101974 A JP H02101974A
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JP
Japan
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mechanical arm
rotation speed
output torque
ultrasonic motor
arm current
Prior art date
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Pending
Application number
JP63254052A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toru Okauchi
亨 岡内
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH02101974A publication Critical patent/JPH02101974A/en
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  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Abstract

PURPOSE:To drive an ultrasonic motor with constant torque by detecting the mechanical arm current of the ultrasonic motor and performing amplitude control of the mechanical arm such that an output torque signal obtained based on an actual rotational speed and a noload rotational speed calculated on the basis of the detected mechanical arm current will match with a preset output torque. CONSTITUTION:In an ultrasonic motor where a frequency voltage is applied onto piezoelectric bodies 9, 10 to excite an elastic wave in a vibrating body 23 comprising the piezoelectric bodies 9, 10 and an elastic body so as to move a moving body 24 arranged on the vibrating body 23 while pressure contacting therewith, the rotation tends to decrease as the load torque increases. Output of the ultrasonic motor is obtained based on the difference between an actual rotational speed under some mechanical arm current amplitude (g) and noload rotational speed at that mechanical arm current (f), and the mechanical arm current amplitude (g) is controlled by a frequency control system such that the output torque of the ultrasonic motor will match with a set value. By such an arrangement, output torque can be controlled constant without requiring a torque sensor.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、圧電対を用いて駆動力を発生する超音波モー
タ装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic motor device that generates driving force using a piezoelectric couple.

従来の技術 近年、圧電対セラミックなどを用いて、電気−機械変換
素子を用いて種々の超音波振動を励振することにより、
回転あるいは走行運動を得る超音波モータが高いエネル
ギー密度を有することがら注目されている。
Conventional technology In recent years, various types of ultrasonic vibrations have been excited using electro-mechanical transducers using piezoelectric pair ceramics, etc.
Ultrasonic motors that obtain rotational or running motion are attracting attention because they have a high energy density.

第4図に超音波モータの分解斜視図を示す。移動体24
と接する振動体23の底面円板形状で放射状に分極した
圧電体21と圧電体22を互いに空間的な位相を90″
ずらしてはりあわせ、圧電体21と圧電体22の各々に
時間的な位相の900異なる数10kHzの駆動信号d
、  eの印加により、圧電体21.22には、互いに
時間的にも空間的にも位相の、90″異なった定在波が
生ずる。
FIG. 4 shows an exploded perspective view of the ultrasonic motor. Mobile body 24
The piezoelectric bodies 21 and 22, which are radially polarized in the bottom disk shape of the vibrating body 23 in contact with
A driving signal d of several tens of kHz with a temporal phase difference of 900 is applied to each of the piezoelectric bodies 21 and 22 by shifting and gluing them together.
, e, standing waves are generated in the piezoelectric body 21, 22 with phases different from each other by 90'' both temporally and spatially.

2つの前記定在波の振幅が等しくなるようにすると、振
動体23には前記の定在波が合成されて、円周方向に進
む、曲げ振動波が生じる。25,26は電極部である。
When the amplitudes of the two standing waves are made equal, the standing waves are combined in the vibrating body 23 to generate a bending vibration wave that travels in the circumferential direction. 25 and 26 are electrode parts.

また27はバネ、29はネジである(特開昭60−19
0178号公報)。
Also, 27 is a spring, and 29 is a screw (Japanese Patent Laid-Open No. 60-19
Publication No. 0178).

第5図は、振動体23のA点が進行波によって、長袖2
w、  短軸2uの楕円運動をしている様子を示し、圧
電体23に加圧設置された移動体24が楕円の頂点で接
触することにより、波の進行方向とは逆方向にv=f1
1u(fは進行波の周波数)■の速度で運動しているこ
とを示している。移動体22は、振動体23との間の摩
擦力で波の進行方向とは逆方向に駆動され、外部に対し
てなす仕事がこの摩擦力に対して無視できないとき、移
動体24と振動体23の間に滑りが生じ、速度はVより
小さくなる。
FIG. 5 shows that point A of the vibrating body 23 is caused by the traveling wave to
w, shows an elliptical motion of the short axis 2u, and when the moving body 24 installed under pressure on the piezoelectric body 23 comes into contact with the apex of the ellipse, v = f1 in the opposite direction to the traveling direction of the wave.
It shows that it is moving at a speed of 1u (f is the frequency of the traveling wave). The moving body 22 is driven in a direction opposite to the direction of wave propagation due to the frictional force between it and the vibrating body 23, and when the work done to the outside cannot be ignored with respect to this frictional force, the moving body 24 and the vibrating body A slip occurs between 23 and the velocity becomes smaller than V.

第2図は、圧電体21または22の電気的等価回路図で
あり、圧電効果には寄与しない容量C@と圧電効果に寄
与するり、  C,、R,とを並列に結合したものと考
えられ、C6に流れる電流は電気腕電流と呼ばれ、L、
  C1,Hに流れる電流は機械腕電流と呼ばれる。前
記機械腕電流と前記短軸の振幅2uとは比例関係にある
。機械腕アドミタンスY (s)は次式で与えられる。
Figure 2 is an electrical equivalent circuit diagram of the piezoelectric body 21 or 22, which is considered to be a parallel combination of capacitance C@ that does not contribute to the piezoelectric effect, and capacitance C, R, that contributes to the piezoelectric effect. The current flowing through C6 is called the electric arm current, and L,
The current flowing through C1 and H is called a mechanical arm current. The mechanical arm current and the short axis amplitude 2u are in a proportional relationship. The mechanical arm admittance Y (s) is given by the following equation.

(Sはラプラス演算子 s=j 2πf)Y(s)=(
s/L)/(s ’+(R/L)s+(1/LC,))
  ■■式において共振周波数はI/(2πLC+ )
で与えられる。圧電体11.12に印加する電圧と周波
数を一定にしても、周囲温度や機械的負荷の変動によっ
て、前記圧電体11.12の電気的アドミタンスが変化
して(R,L、  C+  が変化して)移動速度が変
化してしまう。
(S is Laplace operator s=j 2πf) Y(s)=(
s/L)/(s'+(R/L)s+(1/LC,))
In the formula, the resonant frequency is I/(2πLC+)
is given by Even if the voltage and frequency applied to the piezoelectric body 11.12 are constant, the electrical admittance of the piezoelectric body 11.12 changes due to changes in ambient temperature and mechanical load (R, L, C+ change). ) Movement speed changes.

以上に説明したように、超音波モータの移動速度は、進
行波の周波数Wと楕円運動の短軸Uの積で決まり、短軸
Uの大きさは機械腕電流に比例する。周波数Wの変動幅
にくらべ短軸Uの変動幅が大きく、移動速度はほぼ機械
腕電流により決まる。
As explained above, the moving speed of the ultrasonic motor is determined by the product of the frequency W of the traveling wave and the short axis U of the elliptical motion, and the size of the short axis U is proportional to the mechanical arm current. The fluctuation range of the short axis U is larger than the fluctuation range of the frequency W, and the moving speed is determined almost by the mechanical arm current.

圧電体21.22の機械的負荷が一定であれば電気的イ
ンピーダンスは一定であり、一定電圧、−定周波数であ
れば機械腕電流は一定である。
If the mechanical load on the piezoelectric body 21, 22 is constant, the electrical impedance is constant, and if the voltage and frequency are constant, the mechanical arm current is constant.

発明が解決しようとする課題 以上のように従来は回転数を一定にするために、回転数
とほぼ比例することが知られている機械腕電流をその設
定値に一致させるように制御されてきた。しかし、モー
タの用途としては、回転数を制御したい場合のほかに、
出力トルクを要求する値に制御したい場合があるが、こ
れまで超音波モータの出力トルクの制御に関してはあま
り注意が払われていなかった。
Problems to be Solved by the Invention As mentioned above, conventionally, in order to keep the rotation speed constant, the mechanical arm current, which is known to be approximately proportional to the rotation speed, has been controlled to match the set value. . However, in addition to controlling the rotation speed, motors are used for
There are cases where it is desired to control the output torque to a required value, but so far not much attention has been paid to controlling the output torque of the ultrasonic motor.

本発明は上記従来技術に鑑み、超音波モータを一定トル
クで駆動する装置を提供するものである。
In view of the above prior art, the present invention provides a device for driving an ultrasonic motor with constant torque.

課題を解決するための手段 圧電体に周波電圧を印加し、この圧電体と弾性体とから
構成される振動体に弾性波を励振することにより、前記
振動体上に加圧接触して設置された移動体を移動させる
超音波モータにおいて、負荷トルクを一定に保ったまま
機械腕電流振幅を変化させた場合のモータの回転数の変
化は正の傾きを持った一本の直線上にほぼ乗る。そして
、負荷トルクをOから増加させた場合に得られる回転数
と機械腕電流振幅の関係を示す直線群はほぼ傾きが等し
く、負荷トルクの増加に伴って回転数が小さくなる傾向
を示す。すなわち、回転数をN1  機械腕電流振幅を
1.とすると直線は N=AX1.+B  ■ で示され、負荷トルクが変化しても傾きAはほぼ一定で
、Bは負荷トルク増加に伴って小さくなる。
Means for Solving the Problem By applying a frequency voltage to a piezoelectric body and exciting an elastic wave to a vibrating body composed of the piezoelectric body and an elastic body, the piezoelectric body is placed in pressure contact with the vibrating body. In an ultrasonic motor that moves a moving object, when the mechanical arm current amplitude is changed while the load torque is kept constant, the change in motor rotation speed approximately follows a straight line with a positive slope. . A group of straight lines showing the relationship between the rotational speed and the mechanical arm current amplitude obtained when the load torque is increased from 0 has approximately the same slope, and shows a tendency for the rotational speed to decrease as the load torque increases. That is, the rotation speed is N1 and the mechanical arm current amplitude is 1. Then, the straight line is N=AX1. +B 2 , the slope A remains almost constant even if the load torque changes, and the slope B decreases as the load torque increases.

従って、ある時点の機械腕電流振幅に対する無負荷回転
数を求めて、その時の実際の回転数との差から出力トル
クが求まるので、機械腕電流振幅の制御によってこの回
転数の差を制御することで出力トルクを一定に制御でき
る。
Therefore, the no-load rotation speed for the mechanical arm current amplitude at a certain point in time is determined, and the output torque is determined from the difference between it and the actual rotation speed at that time, so this difference in rotation speed can be controlled by controlling the mechanical arm current amplitude. The output torque can be controlled at a constant level.

作用 ある機械腕電流振幅の下での実際の回転数と、その機械
腕電流での無負荷回転数との差から超音波モータの出力
を求め、この出力トルクを設定出力トルクに一致させる
よう機械腕電流振幅を制御する周波数制御系を有するこ
とによって、トルクセンサー無しで出力トルクを一定に
制御できる超音波モータ装置を提供できる。
The output of the ultrasonic motor is determined from the difference between the actual rotation speed under an active mechanical arm current amplitude and the no-load rotation speed at that mechanical arm current amplitude, and the machine is adjusted so that this output torque matches the set output torque. By having a frequency control system that controls the arm current amplitude, it is possible to provide an ultrasonic motor device that can control the output torque to a constant level without a torque sensor.

実施例 以下、図面に従って本発明の実施例について詳細な説明
を行う。第1図は本発明の一実施例である。第2図は圧
電体の等価回路である。電極部7には圧電体9と抵抗素
子5とを直列接続し、第2図における圧電体の電気腕を
容量C−と等しいコンデンサー11と抵抗素子5と等し
い抵抗素子6を直列接続し、前記圧電体と抵抗素子から
なる直列接続体と並列に接続する。電極部7の抵抗素子
5と抵抗素子6の各電位の差を差動増幅器18を用いて
求めることにより、電気腕電流Pを相殺して機械腕電流
fを検出する。機械腕電流fは交流であるので振幅検出
器17を用いて機械腕電流振幅gを求める。機械腕電流
振幅gを無負荷回転数算出器15に入力すると、その機
械腕電流振幅gにおいての無負荷回転数を示す無負荷回
転数信号りが出力トルク算出器14に送られる。また、
超音波モータの回転数を計測するための回転数センサー
19からはパルス状の角度信号Iが出力され、その角度
信号iはF/V変換器16で回転数を表す回転数信号j
に変換される。この回転数信号jは出力トルク算出器1
4に送られ、無負荷回転数信号りと回転数信号jとから
出力トルク信号kが求められる。この出力トルク信号に
と設定出力トルク信号lとを比較器13において比較し
、その比較結果である出力トルク誤差信号mがOになる
よう周波数制御器12は周波数制御信号nを出力する。
EXAMPLES Hereinafter, examples of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. FIG. 2 shows an equivalent circuit of a piezoelectric body. A piezoelectric body 9 and a resistance element 5 are connected in series to the electrode part 7, and the electric arm of the piezoelectric body in FIG. Connect in parallel with a series connection body consisting of a piezoelectric body and a resistive element. By determining the potential difference between the resistive elements 5 and 6 of the electrode section 7 using the differential amplifier 18, the electrical arm current P is canceled out and the mechanical arm current f is detected. Since the mechanical arm current f is alternating current, the amplitude detector 17 is used to find the mechanical arm current amplitude g. When the mechanical arm current amplitude g is input to the no-load rotation speed calculator 15, a no-load rotation speed signal indicating the no-load rotation speed at the mechanical arm current amplitude g is sent to the output torque calculator 14. Also,
A pulse-like angle signal I is output from the rotation speed sensor 19 for measuring the rotation speed of the ultrasonic motor, and the angle signal i is converted into a rotation speed signal j representing the rotation speed by the F/V converter 16.
is converted to This rotational speed signal j is output torque calculator 1
4, and an output torque signal k is determined from the no-load rotational speed signal and the rotational speed signal j. This output torque signal is compared with the set output torque signal l in a comparator 13, and the frequency controller 12 outputs a frequency control signal n so that the output torque error signal m, which is the comparison result, becomes O.

電圧制御周波数発信器1は周波数制御信号nに基づき、
所定の駆動周波数信号aを出力する。
The voltage controlled frequency oscillator 1 is based on the frequency control signal n,
A predetermined drive frequency signal a is output.

90°位相器2は駆動周波数信号aと時間的位相の90
″異なった信号を発生し、この2つの交流信号b+  
cは電力増幅器3,4で各々増幅され、電極部7,8お
よび圧電体9,10に駆動信号e。
The 90° phase shifter 2 has a temporal phase of 90° with respect to the drive frequency signal a.
``Generate different signals, and these two AC signals b+
c is amplified by power amplifiers 3 and 4, respectively, and a drive signal e is applied to electrode parts 7 and 8 and piezoelectric bodies 9 and 10.

dとして印加される。以上が本実施例の構成である。It is applied as d. The above is the configuration of this embodiment.

次に、本実施例の動作を第3図を用いて説明する。第3
図は超音波モータを一定負荷トルクの下で駆動したとき
の機械腕電流振幅1.(g)とモータ回転数Nの関係を
表した図である。第3図かられかるように、負荷トルク
(T)が変化しても機械腕電流振幅1.(g)に対する
モータ回転数Nの傾きはほぼ一定で、負荷トルクTがT
=0からT+、  Ta、  Ta と増加すると定負
荷トルクのグラフはその傾きをほぼ一定に保ったままモ
ータ回転数Nの小さい方へ移動する。
Next, the operation of this embodiment will be explained using FIG. 3. Third
The figure shows the mechanical arm current amplitude 1. when the ultrasonic motor is driven under constant load torque. It is a figure showing the relationship between (g) and motor rotation speed N. As can be seen from FIG. 3, even if the load torque (T) changes, the mechanical arm current amplitude is 1. The slope of the motor rotation speed N with respect to (g) is almost constant, and the load torque T
When increasing from =0 to T+, Ta, Ta, the constant load torque graph moves toward the smaller motor rotation speed N while keeping its slope almost constant.

いま、モータが22点で駆動されている場合を考える。Now, consider a case where the motor is driven at 22 points.

回転数センサーからの角度信号iをF/V変換して現在
の回転数N2が求まる。また、現在の機械腕電流振幅I
asは振幅検出器17によって求められる。無負荷での
機械腕電流振幅1.Cg)がわかれば、このときの無負
荷回転数N−が求められる。この機械腕電流振幅1.(
g)から無負荷回転数りを求める処理は無負荷回転数算
出器15でなされる。ここで、負荷トルクT=Oの場合
のグラフの傾きθ・と、負荷トルクT ” T *の場
合のグラフの傾きθ?がほぼ等しいので、無負荷回転数
No と実際の回転数N2の差によって負荷トルクT=
OとT2のグラフの距離がわかり、この距離から現在の
トルクT2がわかる。この無負荷回転数N@と実際の回
転数N2から現在のトルクT2を求める処理は出力トル
ク算出器14でなされる。従って、無負荷回転数N9と
実際の回転数N2とから求められる値を設定値に一致さ
せることで一定トルクでの駆動ができる。  そして、
回転数が一定ならば出力トルクは機械腕電流振幅1、(
g)に比例す、るから、無負荷回転数N@と実際の回転
数N2とから求められる値が設定値lよりも大きい場合
(出力トルクが大き過ぎる場合)・は超音波モータの駆
動周波数を高周波側へ掃引して機械腕電流振幅1.(g
)を下げて出力トルクを下げる。逆に、無負荷回転数N
8と実際の回転数N2とから求められる値が設定値より
も小さい場合(出力トルクが小さ過ぎる場合)は駆動周
波数を低周波側へ掃引し機械腕電流振幅1.(g)を増
加させて出力トルクを上げる。
The current rotation speed N2 is determined by performing F/V conversion on the angle signal i from the rotation speed sensor. Also, the current mechanical arm current amplitude I
as is determined by the amplitude detector 17. Mechanical arm current amplitude with no load 1. If Cg) is known, the no-load rotational speed N- at this time can be found. This mechanical arm current amplitude 1. (
The process of determining the no-load rotation speed from g) is performed by the no-load rotation speed calculator 15. Here, since the slope θ・ of the graph when the load torque T=O is almost equal to the slope θ? of the graph when the load torque T '' T * is almost equal, the difference between the no-load rotation speed No. and the actual rotation speed N2 is Load torque T=
The distance between the graph of O and T2 can be found, and from this distance the current torque T2 can be found. The output torque calculator 14 calculates the current torque T2 from the no-load rotational speed N@ and the actual rotational speed N2. Therefore, by making the value obtained from the no-load rotational speed N9 and the actual rotational speed N2 coincide with the set value, it is possible to drive with a constant torque. and,
If the rotation speed is constant, the output torque is mechanical arm current amplitude 1, (
g), so if the value calculated from the no-load rotation speed N@ and the actual rotation speed N2 is larger than the set value l (if the output torque is too large), then the driving frequency of the ultrasonic motor Sweeping to the high frequency side, the mechanical arm current amplitude 1. (g
) to lower the output torque. Conversely, the no-load rotation speed N
If the value obtained from 8 and the actual rotational speed N2 is smaller than the set value (if the output torque is too small), the drive frequency is swept to the lower frequency side and the mechanical arm current amplitude is set to 1. (g) to increase the output torque.

このように、無負荷回転数Nl  (h)と実際の回転
数N2  (j)とから求められる出力トルクにと設定
出力トルクlとを比較し、比較結果である出力トルク誤
差mに応じて駆動周波数aを変化させ、機械腕電流振幅
gを制御することで一定トルク駆動ができる。
In this way, the output torque obtained from the no-load rotation speed Nl (h) and the actual rotation speed N2 (j) is compared with the set output torque l, and the drive is adjusted according to the output torque error m that is the comparison result. Constant torque drive can be achieved by changing the frequency a and controlling the mechanical arm current amplitude g.

この実施例の効果として、モータの無負荷回転数と機械
腕電流振幅の関係がわかっていれば、機械腕電流振幅を
得ることによって無負荷回転数が求められ、その無負荷
回転数と実際の回転数とから求められる値を一定にする
ことで一定トルクでモータを駆動できる。これに際して
は特別なトルクセンサーを必要としない。また、起動時
は機械腕電流振幅がOなので、算出される無負荷回転数
もOとなる。そして、起動時の実際の回転数も0なので
回転数差はOとなり、周波数制御は機械腕電流振幅を増
す方向に働き、よって起動時から一定トルク制御が働く
。同様に超音波モータが停止している場合も、回転数が
0になるので出力トルクには無負荷回転数りによって決
まり、無負荷回転数りは設定出力トルクlによって決ま
るので、超音波モータが停止状態にある場合でも出力ト
ルクは一定に制御できる。
As an effect of this example, if the relationship between the motor no-load rotation speed and the mechanical arm current amplitude is known, the no-load rotation speed can be found by obtaining the mechanical arm current amplitude, and the no-load rotation speed and the actual By keeping the value determined from the rotation speed constant, the motor can be driven with a constant torque. In this case, no special torque sensor is required. Furthermore, since the mechanical arm current amplitude is O at startup, the calculated no-load rotation speed is also O. Since the actual rotational speed at the time of startup is also 0, the rotational speed difference is O, and frequency control works in the direction of increasing the mechanical arm current amplitude, so that constant torque control works from the time of startup. Similarly, when the ultrasonic motor is stopped, the rotation speed becomes 0, so the output torque is determined by the no-load rotation speed, and the no-load rotation speed is determined by the set output torque l, so the ultrasonic motor The output torque can be controlled to be constant even when the motor is stopped.

尚、本実施例では円板型超音波モータを用い、トルクを
制御するための制御対象信号として機械腕電流振幅を用
いたが、円環型や直線移動型などの他の型の超音波モー
タにも適応でき、制御対象信号としては圧電体上にセン
サー用として設けた電極からの圧電体の歪に応じた電圧
などの超音波モータの圧電体の振幅をモニターできる信
号も利用できる。また、本実施例では機械腕電流を周波
数によって制御したが、電圧によって機械腕電流を制御
する場合にも利用できる。
In this example, a disc-type ultrasonic motor was used, and the mechanical arm current amplitude was used as a signal to be controlled to control the torque. However, other types of ultrasonic motors such as an annular type and a linear movement type The control target signal can also be a signal that can monitor the amplitude of the piezoelectric body of an ultrasonic motor, such as a voltage that corresponds to the strain of the piezoelectric body from an electrode provided on the piezoelectric body for a sensor. Furthermore, although the mechanical arm current is controlled by frequency in this embodiment, it can also be used to control the mechanical arm current by voltage.

発明の効果 以上に説明したように、超音波モータの機械腕電流を検
出し、そこから算出した無負荷回転数と回転数センサー
によって検出された実際の回転数とから求められる出力
トルク信号を予め設定されている設定出力トルクに一致
するように機械腕電流振幅の制御を行うことにより、一
定トルクで超音波モータを駆動できる。
Effects of the Invention As explained above, the mechanical arm current of the ultrasonic motor is detected, and the output torque signal obtained from the no-load rotation speed calculated from there and the actual rotation speed detected by the rotation speed sensor is calculated in advance. By controlling the mechanical arm current amplitude to match the set output torque, the ultrasonic motor can be driven with a constant torque.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例の超音波モータの駆動装置の
ブロック図、第2図は同モータの電気等仮型超音波モー
タの分解斜視図、第5図は同モータの原理説明図である
。 1・・電気制御周波数発信器、2・・90度位相器、3
.4・・電力増幅器、9.10・・超音波モータ圧電体
、12・・周波数制御器、13・・比較器、14・・出
力トルク算出器、15・・無負荷回転数算出器、16・
・F/V変換器、17・・振幅検出器、18・・差動増
幅器、19・−回転数センサー 代理人の氏名 弁理士 栗野重孝 はか1名第 図 凋呻9紀tえ欲信1゜ 第 図
Fig. 1 is a block diagram of a driving device for an ultrasonic motor according to an embodiment of the present invention, Fig. 2 is an exploded perspective view of an electric temporary type ultrasonic motor of the same motor, and Fig. 5 is an explanatory diagram of the principle of the motor. It is. 1. Electrically controlled frequency oscillator, 2. 90 degree phase shifter, 3
.. 4... Power amplifier, 9.10... Ultrasonic motor piezoelectric body, 12... Frequency controller, 13... Comparator, 14... Output torque calculator, 15... No-load rotation speed calculator, 16...
・F/V converter, 17...Amplitude detector, 18...Differential amplifier, 19...Rotational speed sensor Name of agent: Patent attorney Shigetaka Kurino゜Figure

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims]  圧電体と弾性体からなる振動体と、この振動体に加圧
接触して設置されている移動体とからなる超音波モータ
と、入力された周波数信号に対して同周波数で90゜位
相の異なった2つの交流信号を発生する90゜位相器と
、前記90゜位相器で発生した2つの交流信号の電力増
幅器と、前記超音波モータの前記圧電対の振幅を示す機
械腕電流を検出する機械腕電流検出器と、モータの回転
数を検出する回転数検出器と、その機械腕電流における
無負荷回転数を算出する無負荷回転数算出器と、現在の
回転数と無負荷回転数とから出力トルクを算出する出力
トルク算出器と、前記出力トルク算出器からの出力トル
ク信号を設定出力トルクに一致させる周波数制御器を有
し、現在の機械腕電流における無負荷回転数と現在の回
転数によってモータの出力トルクを検出し、要求するト
ルクと実際の出力トルクが等しくなるように機械腕電流
を変化させることを特徴とする超音波モータ駆動装置。
An ultrasonic motor consists of a vibrating body made of a piezoelectric body and an elastic body, and a moving body installed in pressurized contact with this vibrating body, and an ultrasonic motor that has a phase difference of 90° at the same frequency with respect to the input frequency signal. a 90° phase shifter that generates two alternating current signals; a power amplifier for the two alternating current signals generated by the 90° phase shifter; and a machine that detects a mechanical arm current that indicates the amplitude of the piezoelectric pair of the ultrasonic motor. An arm current detector, a rotation speed detector that detects the motor rotation speed, a no-load rotation speed calculator that calculates the no-load rotation speed at the mechanical arm current, and the current rotation speed and no-load rotation speed. It has an output torque calculator that calculates the output torque, and a frequency controller that matches the output torque signal from the output torque calculator to the set output torque, and calculates the no-load rotation speed and the current rotation speed at the current mechanical arm current. 1. An ultrasonic motor drive device characterized by detecting the output torque of a motor and changing a mechanical arm current so that the requested torque and the actual output torque are equal.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5539268A (en) * 1992-05-21 1996-07-23 Canon Kabushiki Kaisha Vibration type actuator device
KR100382899B1 (en) * 1994-11-18 2003-07-23 소니 가부시끼 가이샤 Ultrasonic Motor Control Method and Control Device
JP2014045859A (en) * 2012-08-30 2014-03-17 Nemoto Kyorindo:Kk Injection apparatus and method for obtaining injection pressure
WO2024203798A1 (en) * 2023-03-27 2024-10-03 キヤノン株式会社 Vibration-type drive device

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