JPS63202278A - 超音波モ−タの駆動回路 - Google Patents
超音波モ−タの駆動回路Info
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- JPS63202278A JPS63202278A JP62031102A JP3110287A JPS63202278A JP S63202278 A JPS63202278 A JP S63202278A JP 62031102 A JP62031102 A JP 62031102A JP 3110287 A JP3110287 A JP 3110287A JP S63202278 A JPS63202278 A JP S63202278A
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- 239000013013 elastic material Substances 0.000 abstract 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 1
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-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
- H02N2/10—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors
- H02N2/14—Drive circuits; Control arrangements or methods
- H02N2/142—Small signal circuits; Means for controlling position or derived quantities, e.g. speed, torque, starting, stopping, reversing
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
- H02N2/10—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors
- H02N2/16—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors using travelling waves, i.e. Rayleigh surface waves
- H02N2/163—Motors with ring stator
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- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は超音波モータの駆動回路に関するものである。
（従来の技術）
従来、超音波モータ特に円環状の表面波モータの駆動回
路として、ステータの共振周波数で駆動制御するように
構成されているものや、超音波モータの状態をモニター
して駆動周波数として常に適性な周波数となるように負
帰還制御するように構成されているもの等が知られてい
る。
路として、ステータの共振周波数で駆動制御するように
構成されているものや、超音波モータの状態をモニター
して駆動周波数として常に適性な周波数となるように負
帰還制御するように構成されているもの等が知られてい
る。
（発明の解決しようとする問題点）
しかしながら、前述した共振周波数による制御方式では
、超音波モータに与える電源周波数を共振周波数とする
為に、モータへの入力電流が著しく大きくなり、駆動効
率が低下する問題があり、またモータの機械的な振幅が
大きくなり過ぎて騒音を発生する問題もあった。
、超音波モータに与える電源周波数を共振周波数とする
為に、モータへの入力電流が著しく大きくなり、駆動効
率が低下する問題があり、またモータの機械的な振幅が
大きくなり過ぎて騒音を発生する問題もあった。
また、前述した負帰還制御方式では、駆動回路の発振回
路部の発振素子の性能の影響を受けやすい問題があり、
またモータの状態を検知した後に適性な周波数で制御す
る為に、回路の応答性が低下する問題があった。
路部の発振素子の性能の影響を受けやすい問題があり、
またモータの状態を検知した後に適性な周波数で制御す
る為に、回路の応答性が低下する問題があった。
（問題点を解決するための手段）
本発明の駆動回路は、高周波交流を出力する増幅器と、
前記増幅器により、モータ自身の共振周波数よりも大き
な周波数で駆動される超音波モータと、前記超音波モー
タのピックアップ信号を検出し、前記増幅器に正帰還を
かけるようにピックアップ信号の位相を変換する移相器
とを有するものである。
前記増幅器により、モータ自身の共振周波数よりも大き
な周波数で駆動される超音波モータと、前記超音波モー
タのピックアップ信号を検出し、前記増幅器に正帰還を
かけるようにピックアップ信号の位相を変換する移相器
とを有するものである。
（作用）
本発明は、以上のように構成されているので、駆動回路
自体で常に発振するように正帰還が掛り、超音波モータ
が常に最も駆動効率の良い駆動周波数により駆動される
ことになる。
自体で常に発振するように正帰還が掛り、超音波モータ
が常に最も駆動効率の良い駆動周波数により駆動される
ことになる。
（実施例）
第１図〜第３図は、本発明の実施例であり、第１図は超
音波モータの駆動回路図を示し、第２図は超音波モータ
の等価回路図を示し、第３図は超音波モータの共振及び
インピーダンスの周波数特性を示す特性曲線図を示す。
音波モータの駆動回路図を示し、第２図は超音波モータ
の等価回路図を示し、第３図は超音波モータの共振及び
インピーダンスの周波数特性を示す特性曲線図を示す。
第１図において、駆動回路は、超音波モータ１と、移相
器２と、９０’移相器３と、１８０°移相器４と、非反
転増幅器ＡＩ、Ａ２と、周波数調整用コンデンサＣ４と
から構成され、超音波モータ１のステータを発振素子と
して発振させるものである０次にそれぞれの構成につい
て説明する。
器２と、９０’移相器３と、１８０°移相器４と、非反
転増幅器ＡＩ、Ａ２と、周波数調整用コンデンサＣ４と
から構成され、超音波モータ１のステータを発振素子と
して発振させるものである０次にそれぞれの構成につい
て説明する。
この超音波モータ１は、圧電素子が接着された弾性体か
らなるステータと、ステータに生じる表面波により駆動
されるロータ（不図示）とからなり、駆動入力部り及び
Ｒには９０°位相のずれた２相高周波交流が入力され、
ピックアップ部Ｐからはモータの駆動状態を示すピンク
アップ信号が出力されるように構成されている。
らなるステータと、ステータに生じる表面波により駆動
されるロータ（不図示）とからなり、駆動入力部り及び
Ｒには９０°位相のずれた２相高周波交流が入力され、
ピックアップ部Ｐからはモータの駆動状態を示すピンク
アップ信号が出力されるように構成されている。
移相器２は、可変抵抗Ｒ２と、抵抗Ｒ３，Ｒ４と、コン
デンサＣ２と、オペアンプＯＰＩとから構成され、モー
タのピックアンプ部Ｐから検出されたピックアップ信号
の位相を、可変抵抗Ｒ２及びコンデンサＣ２の値により
θ分だけ位相をづらしている。このθは以下の式で表さ
れる。
デンサＣ２と、オペアンプＯＰＩとから構成され、モー
タのピックアンプ部Ｐから検出されたピックアップ信号
の位相を、可変抵抗Ｒ２及びコンデンサＣ２の値により
θ分だけ位相をづらしている。このθは以下の式で表さ
れる。
θシー２ｔａｎ”２πｆＣＲ
（但し、位相を逆にづらす時は可変抵抗Ｒ２とコンデン
サＣ２の配置を逆にすればよい、）この移相器２により
、ピックアップ信号に対して任意の位相をもった出力信
号を作ることができる。
サＣ２の配置を逆にすればよい、）この移相器２により
、ピックアップ信号に対して任意の位相をもった出力信
号を作ることができる。
９０８移相器３は、抵抗Ｒ７と、コンデンサＣ３と、オ
ペアンプＯＰ３とから構成され、入力信号に対して９０
°位相のずれた出力信号を出力する。
ペアンプＯＰ３とから構成され、入力信号に対して９０
°位相のずれた出力信号を出力する。
１８０°移相器４は、抵抗Ｒ５と、抵抗Ｒ６と、オペア
ンプＯＰ２とから構成され、入力信号に対して１８０’
位相のずれた出力信号を出力する。
ンプＯＰ２とから構成され、入力信号に対して１８０’
位相のずれた出力信号を出力する。
スイッチＳｗは、モータの正転、逆転を制御するスター
トスイッチであり、端子Ｎ側にすると、駆動入力部りよ
りも駆動入力部Ｒに入力される高周波交流が９０’位相
の進んだものとなり、端子Ｒ側にすると、その逆になる
。
トスイッチであり、端子Ｎ側にすると、駆動入力部りよ
りも駆動入力部Ｒに入力される高周波交流が９０’位相
の進んだものとなり、端子Ｒ側にすると、その逆になる
。
コンデンサＣ４は、駆動回路の発振周波数の微調用コン
デンサである。
デンサである。
第２図は、超音波モータ１の駆動入力部りの等価回路を
示しており、この等価回路は、抵抗Ｒ８、インダクタン
スＬｓ、コンデンサＣ８からなる直列体とコンデンサＣ
０との並列回路と、コンデンサＣｔ 、Ｃｐとから構成
され、このコンデンサＣＬは駆動入力部りとグランドＧ
との間の静電容量であり、コンデンサＣ２はピックアン
プ部ＰとグランドＧとの間の静電容量である。同様に、
駆動入力部Ｒも等価回路が構成される。
示しており、この等価回路は、抵抗Ｒ８、インダクタン
スＬｓ、コンデンサＣ８からなる直列体とコンデンサＣ
０との並列回路と、コンデンサＣｔ 、Ｃｐとから構成
され、このコンデンサＣＬは駆動入力部りとグランドＧ
との間の静電容量であり、コンデンサＣ２はピックアン
プ部ＰとグランドＧとの間の静電容量である。同様に、
駆動入力部Ｒも等価回路が構成される。
第３図の曲線Ｑは、超音波モータ１の共振曲線を示し、
曲＆１１Ｚは、第２図の等価回路の並列回路部分のイン
ピーダンスの変化を示すものである。
曲＆１１Ｚは、第２図の等価回路の並列回路部分のイン
ピーダンスの変化を示すものである。
次に、駆動回路の作動を説明する。
スイッチＳｗが端子Ｎ側に倒されると、モータ１の不図
示のロータが正転を始め、ピックアップ部Ｐからピック
アンプ信号が出力される。このピックアップ信号の位相
は、入力部りとＲに入力される各々の高周波交流の位相
と所定の位相ずれを持つ、このピックアップ信号が入力
される移相器２は、このピックアップ信号の所定の位相
ずれを打ち消すように機能して（該所定の位相ずれと逆
符号の位相ずれを発生し）、出力されるピックアップ信
号の位相が、駆動入力部り及びＲに入力された高周波交
流と同相となるように移相されて、非反転増幅器Ａ１及
びＡ２に入力される。
示のロータが正転を始め、ピックアップ部Ｐからピック
アンプ信号が出力される。このピックアップ信号の位相
は、入力部りとＲに入力される各々の高周波交流の位相
と所定の位相ずれを持つ、このピックアップ信号が入力
される移相器２は、このピックアップ信号の所定の位相
ずれを打ち消すように機能して（該所定の位相ずれと逆
符号の位相ずれを発生し）、出力されるピックアップ信
号の位相が、駆動入力部り及びＲに入力された高周波交
流と同相となるように移相されて、非反転増幅器Ａ１及
びＡ２に入力される。
このように、移相器２により非反転増幅器ＡＩ。
Ａ２に同相の高周波交流が入力されることで、駆動回路
全体が正帰還させることになり、すなわち駆動回路全体
が発振することになる。ピックアップ部Ｐでの位相のず
れは、ピックアンプ部のステータ上での位置や形状によ
って決まってくるものであり、その移相器２の可変抵抗
Ｒ２とコンデンサＣ２とを、ピックアップ信号の位相の
ずれにより入力される高周波交流と同相となるように調
整すれば良い。
全体が正帰還させることになり、すなわち駆動回路全体
が発振することになる。ピックアップ部Ｐでの位相のず
れは、ピックアンプ部のステータ上での位置や形状によ
って決まってくるものであり、その移相器２の可変抵抗
Ｒ２とコンデンサＣ２とを、ピックアップ信号の位相の
ずれにより入力される高周波交流と同相となるように調
整すれば良い。
この時の駆動回路の発振周波数は、第２図に示すように
モータの等価回路から決まってくる。
モータの等価回路から決まってくる。
すなわち、その発振周波数ｆは、
である。
この時、モータ１のインピーダンス及び共振周波数曲線
は第３図のようになり、 共振周波数ｆ１は、 であり、 また、反共振周波数ｆ、は、 である。
は第３図のようになり、 共振周波数ｆ１は、 であり、 また、反共振周波数ｆ、は、 である。
モータ１の実際の駆動周波数（発振周波数）ｒは、第３
図に示す超音波モータ自身の共振周波数ｒ１よりも高い
周波数で行い、最適な周波数としては、 ｆ、＜ｆ＜ｆ。
図に示す超音波モータ自身の共振周波数ｒ１よりも高い
周波数で行い、最適な周波数としては、 ｆ、＜ｆ＜ｆ。
の条件を満たせば良く、実験的には共振周波数ｆ、より
１〜３％ぐらい大きな周波数が良い。
１〜３％ぐらい大きな周波数が良い。
この駆動周波数ｆの調整は、第１図のコンデンサＣ４（
静電容量Ｃ４）により調整可能であり、即ち前述した駆
動周波数ｆの式の分母がＣｓ Ｃｏ（Ｌｓ ＋ＣＰ ＋
ＣＬ ＋Ｃａ ）となって調整可能となるものである。
静電容量Ｃ４）により調整可能であり、即ち前述した駆
動周波数ｆの式の分母がＣｓ Ｃｏ（Ｌｓ ＋ＣＰ ＋
ＣＬ ＋Ｃａ ）となって調整可能となるものである。
このように、調整できれば、最適な周波数を駆動回路組
み立て後に任意に設定できる。
み立て後に任意に設定できる。
以上のように本実施例によれば、駆動回路の超音波モー
タの圧電素子を発振回路の発振素子として利用すると共
に、ピンクアップ信号を検出して移相器により駆動回路
自身に正帰還を掛けてモータの共振周波数よりも大きな
周波数で発振させろうに構成しているので、前述した従
来の超音波モータの問題点を解決することができると共
に、超音波モータが外乱（例えば、温度変化等）により
影響を受けて、駆動周波数（発振周波数）が変化したと
しても容易に追従することができ、駆動効率の低下を招
（ことがない効果を奏する。また、発振素子が超音波モ
ータの圧電素子で構成されているので、特別に発振回路
を設ける必要もなく、フィードバック制御が非常に簡単
に行え、回路自体のシンプル化も達成できる。
タの圧電素子を発振回路の発振素子として利用すると共
に、ピンクアップ信号を検出して移相器により駆動回路
自身に正帰還を掛けてモータの共振周波数よりも大きな
周波数で発振させろうに構成しているので、前述した従
来の超音波モータの問題点を解決することができると共
に、超音波モータが外乱（例えば、温度変化等）により
影響を受けて、駆動周波数（発振周波数）が変化したと
しても容易に追従することができ、駆動効率の低下を招
（ことがない効果を奏する。また、発振素子が超音波モ
ータの圧電素子で構成されているので、特別に発振回路
を設ける必要もなく、フィードバック制御が非常に簡単
に行え、回路自体のシンプル化も達成できる。
（本発明の効果）
以上のように本発明によれば、モータ自体の共振周波数
よりも大きな周波数によって駆動回路自体で常に発振す
るように正帰還が掛かるので、超音波モータが常に最も
駆動効率の良い駆動周波数により駆動されることになり
、モータの温度変化等により駆動周波数が変化したとし
ても容易に追従できて効率の低下を招くことがない効果
を奏する。
よりも大きな周波数によって駆動回路自体で常に発振す
るように正帰還が掛かるので、超音波モータが常に最も
駆動効率の良い駆動周波数により駆動されることになり
、モータの温度変化等により駆動周波数が変化したとし
ても容易に追従できて効率の低下を招くことがない効果
を奏する。
第１図〜第３図は、本発明の実施例であり、第１図は超
音波モータの駆動回路図を示し、第２図は超音波モータ
の等価回路図を示し、第３図は超音波モータの共振及び
インピーダンスの周波数特性を示す特性曲線図を示す。 （主要部分の符号の説明） ｌ・・・超音波モータ、２・・・移相器、３・・・９０
°移相器、４・・・１８０°移相器、ＡＩ、Ａ２・・・
増幅器
音波モータの駆動回路図を示し、第２図は超音波モータ
の等価回路図を示し、第３図は超音波モータの共振及び
インピーダンスの周波数特性を示す特性曲線図を示す。 （主要部分の符号の説明） ｌ・・・超音波モータ、２・・・移相器、３・・・９０
°移相器、４・・・１８０°移相器、ＡＩ、Ａ２・・・
増幅器
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 高周波交流を出力する増幅器と、 前記増幅器により、超音波モータ自身の共振周波数より
も大きな駆動周波数で駆動される超音波モータと、 前記超音波モータのピックアップ信号を検出し、前記増
幅器に正帰還をかけるようにピックアップ信号の位相を
変換する移相器とを有することを特徴とする超音波モー
タの駆動回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62031102A JP2794692B2 (ja) | 1987-02-13 | 1987-02-13 | 超音波モータの駆動回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62031102A JP2794692B2 (ja) | 1987-02-13 | 1987-02-13 | 超音波モータの駆動回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63202278A true JPS63202278A (ja) | 1988-08-22 |
| JP2794692B2 JP2794692B2 (ja) | 1998-09-10 |
Family
ID=12322037
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62031102A Expired - Fee Related JP2794692B2 (ja) | 1987-02-13 | 1987-02-13 | 超音波モータの駆動回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2794692B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02179282A (ja) * | 1988-12-28 | 1990-07-12 | Kyocera Corp | 超音波モータの駆動回路 |
| US5376855A (en) * | 1990-02-14 | 1994-12-27 | Nikon Corporation | Driving device for ultrasonic wave motor |
| EP0938142A1 (fr) * | 1998-02-20 | 1999-08-25 | Somfy | Circuit d'alimentation d'un moteur piézo-électrique à onde progressive |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61203873A (ja) * | 1985-03-01 | 1986-09-09 | Canon Inc | 振動波モ−タの駆動回路 |
| JPS61224879A (ja) * | 1985-03-29 | 1986-10-06 | Canon Inc | 表面波モ−タ−の駆動回路 |
| JPS61251490A (ja) * | 1985-04-26 | 1986-11-08 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | 超音波モータの駆動回路 |
-
1987
- 1987-02-13 JP JP62031102A patent/JP2794692B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61203873A (ja) * | 1985-03-01 | 1986-09-09 | Canon Inc | 振動波モ−タの駆動回路 |
| JPS61224879A (ja) * | 1985-03-29 | 1986-10-06 | Canon Inc | 表面波モ−タ−の駆動回路 |
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| US5376855A (en) * | 1990-02-14 | 1994-12-27 | Nikon Corporation | Driving device for ultrasonic wave motor |
| EP0938142A1 (fr) * | 1998-02-20 | 1999-08-25 | Somfy | Circuit d'alimentation d'un moteur piézo-électrique à onde progressive |
| FR2775397A1 (fr) * | 1998-02-20 | 1999-08-27 | Somfy | Circuit d'alimentation d'un moteur piezo-electrique a onde progressive |
| US6072265A (en) * | 1998-02-20 | 2000-06-06 | Somfy | Supply circuit for a traveling-wave piezo-electric motor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2794692B2 (ja) | 1998-09-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |