Speed and Torque characteristics of Ultrasonic Motor by Voltage difference control

전압차 제어에 의한 초음파 모터의 속도 및 토오크 특성

  • Published : 1996.12.01

Abstract

The ultrasonic motor(USM) has good characteristics such as compact size, silent motion, high speed responce, low speed and high torque. The USM is driven by 2-phase AC electricity. The control parameters of USM are voltage, phase, and frequency of input powers, etc. In this paper, a voltage difference control is proposed. The voltage difference control has more advantage than phase difference control. Specially, current and power is lower than that of phase difference control. For this voltage diffrence control, we designed USM controller to adjust volatage and phase using PLSI(Programmable Large Scale Integration).

초음파 모터(ultrasonic motor : USM)는 압전 세라믹소자(piezoelectric ceramics)의 초음파 진동을 이용한 마찰 구동형 모터이다. 기존의 전자식 모터와는 달리 자기화로 즉 철심과 코일이 없는 단순 구조를 갖는 특수 소형 모터로서 저속 고토오크의 특성을 지니고 있으므로 다이랙트 드라이브 방식의 액츄에이터로 활용이 가능하다. 그리고 자장이 강한 특수 환경에서도 외란의 영향을 받지 않아도 산업계 전바에 걸쳐 제어용 모터로서 높이 평가받고 있다. 따라서 실용화를 위한 여러 가지 파라미터에 대한 특성 실험과 그에 따른 제어법 개발이 시급하다. 본 논문에서는 2상 입력 전원의 전압차 제어(voltags)를 제안한다. 먼저 전압차 제어에 의하여 이론적으로 고찰하고 초음파 모터의 구동원이 되는 고정자의 한 질점에서 발생하는 타원 궤적을 시뮬레이션을 통하여 알아봄으로써 초음파 모터의 속도와 토오크 특성을 예측하였다. 그리고 입력 전압워 전압차를 조절하여 초음파 모터의 속도와 토오트 특성을 실험하였다. 그 결과를 토대로 전압차 제어가 초음파 모터의 새로운 구동 방식이 될 수 있음을 밝혔다.

Keywords

References

  1. Ultrasonic Driven Motor IBM Technical Disclosure Bulletin v.16 no.7 H.V.Barth
  2. An Introduction to Ultrasonic Motors T.Sashida;T.Kenjo
  3. 電氣學會硏究會資料, RM-89-11 屆曲波振動刑超音波モ-タ 各種速度制御方式の檢討 秋山勇治
  4. 위상차에 의한 초음파 모터의 속도와 토오크 특성 v.16 no.1 金永炯
  5. エレクトロニクヒラミクヌ 壓電ヒンサ · アクチユエ-タ特輯 v.22 カメラレソズ-我が社が開發した壓電應用 奐村一郞
  6. エレクトロニクスライフ no.10月 カメラヘの應用超音波モ-タによるレソズ驅動 月本貴之
  7. 自動車技術會 學術講演會前刷集 v.924 可動式, ヘッドレヌトレイント用超音波モ-タ 靑山睦郞;平尾浩二;武田伸彦;相良信治;大田久敏;藏坪 學
  8. Rev. Sci. Instrum. v.57 no.11 Speed Control Characteristics and Digital Servo System of Circular Traveling Wave Motor T.Hatsuzawa;K.Toyoda;Y.Tanimura
  9. 한국조명 · 전기설비학회 논문지 초음파 모터의 위상차 제어 김영동;오금곤
  10. 1995 대한전기학회 추계 학술대회 논문집 PLSI를 이용한 초음파 모터 위상차 제어기 개발 김동욱;이감연;김원배;최한수;김영동