• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제13권4호
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• pp.280-285
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• 2000

The conventional ultrasonic linear motors developed so far utilize a standing wave and are of a pi-type or a hybrid transducer type structure. Traveling wave type bi-direction linear motors have not been developed yet. This paper describes design of a new bi-directional ultrasonic linear motor working by means of a traveling wave. With the finite element method we design and verify validity of the new structure. And we determine its optimal structure size of design variables material and boundary conditions for proper generation of the traveling wave.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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• pp.193-193
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• 2009

Thin-type 초음파모터의 구조는 크로스형태의 앓은 스테이터에 윗면과 아랫면에 각각 8개의 압전세라믹이 부착된 형태이고, 압전세라믹의 분극방향은 로터와 접촉하는 스테이터의 중심부인 네 개의 타점에서 순차적인 타원변위가 생성되도록 결정된다. 유한요소해석프로그램인 ATILA 5.2.4를 사용하여 형태, 길이, 두께, 스테이터 재질, 클램프특성이 최적 설계된 모델을 제작하였고, 푸쉬풀 게이지, x-y 스테이지, rpm 메터, 토크 게이지, 맨코더, AD컨버터를 이용하여 피드백 제어 구동시스템을 구성하였다. 그림 I은 마이크로컨트롤러 (ATmega)와 피드백회로를 이용한 구동 드라이버를 보여준다. 한 주기에서 1/4분주의 순차적인 네 개의 구형파를 생성하고, 이를 push-pull회로를 통하여 90도의 위상차가 나는 정현파를 생성하여 초음파 모터의 구동전원으로 사용한다. 피드백 회로인 엔코더와 AD 컨버터는 초음파모터의 속도를 피드백하여 정속도 운전을 위한 전압제어에 사용되었다. 특성 측정 결과, 제품화된 드라이버와 비교하여 큰 차이를 보이지 않았고 피드백 회로를 통하여 부하변화에 따른 속도의 극심한 변화를 0.2~0.4[N]의 범위에서 정속도 운전이 가능하였으며, 장시간의 운전에도 온도 및 속도특성이 안정적임을 확인하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2005년도 추계학술대회 논문집 Vol.18
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• pp.189-190
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• 2005

본 논문에서는 카메라폰용 광학줌(Optical zooming)과 자동초점조절장치(Auto Focusing,AF)에 쓰일 초음파모터를 제작하였다. 초음파모터의 제작 및 시뮬레이션은 유한요소해석 프로그램인 ATILA 5.2 1(Magsoft co.)를 사용하여 디자인설계에 따른 구동특성을 고찰하였고 제작된 초음파모터는 한쪽 면이 없는 사작형의 탄성체를 제작하였으며 탄성체의 양쪽 다리에 각각 압전체를 부착하였다 또한 압전세라익의 조성은 0.9Pb$(Zr_{0.51}Ti_{0.49})O_3$ - 0.1Pb$(Mn_{1/3}Nb_{1/3}Sb_{1/3})O_3$ 의 조성으로 설계하였고 시편의 제조는 7-layer로 적층하였다. 제작된 압전세라믹의 치수는 6*2*0.35mm$^3$(길이*폭*두께)로 제작하였다. 또한 탄성체의 외형치수는 8*4*2mm$^3$로 제작하였으며 회전축의 지름은 2mm로 제작하였다. 인가전압과 공진주파수가 각각 20Vpp, 64kHz일 때 소비전력은 0.3[W]이며 회전속도는 500rpm 으로 측정되었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 추계학술대회 논문집 전기기기 및 에너지변환시스템부문
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• pp.77-79
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• 2008

본 논문에서는 고리모양 판의 멀티모드를 이용하여 동작하는 선형 초음파모터에 대한 해석방범을 제시하였다. 고정자의 변위는 3D 유한요소법을 이용하여 해석하였으며, 시간에 따른 접촉 면적과 접촉표면의 운동속도의 변화를 반영한 해석적 방법을 이용하여 고정자와 이동자 사이의 접촉을 해석하였다. 해석방법 검증을 위하여 외경 10.00mm, 두께 1.00mm인 선형 초음파모터 모델에 대한 해석결과를 실험결과와 비교하였다.

• 한국조명전기설비학회지:조명전기설비
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• 제11권5호
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• pp.86-92
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• 1997

초음파 모터는 저속, 고토오크, 빠른 응답, 큰 정지 토오크등 여러 가지 장점을 지니고 있어서 자동화 설비 분야뿐만 아니라 산업 전반에 걸쳐 그 용도에 많은 기대를 모으고 있다. 따라서 최근들어 이에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있으며 많은 논문 및 응용분야에 대한 발표가 이루어지고 있다. 초음파 모터의 제어 파라미터는 2상 전원 전압의 진폭, 주파수, 위상차와 정역의 시비율, 고정자와 회전자간의 압력등이 있다. 본 논문에서는 위상차 조절을 사용하여 점성계수와 탄성계수에 따른 초음파 모터의 토크변화를 고찰하고 이에 따른 과도응답을 검토함으로서 힘 피드백없이 각도 검출만으로 동력학적인 점탄성 제어를 실현하였다. 따라서 초음파 모터가 유연성을 요구하는 자동화 설비용 소형 액츄에이터로 이용될 수 있음을 확인하였다.

• 대한전기학회논문지:전기기기및에너지변환시스템부문B
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• 제52권10호
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• pp.484-490
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• 2003

This paper describes with the stator analysis and design of a ring type ultrasonic motor. The design for piezoelectric ceramic and elastic body of stator were calculated by using the finite element method (FEM) that consider the resonance frequency, vibration mode and coupling efficiency. Namely, such results were acquired the calculation result of the piezoelectric ceramic thickness 0.5[mm], elastic body thickness 2.0[mm], resonance frequency 51.8[kHz], vibration mode 7 order and coupling efficient 12.5[%], the outer and inner diameter of vibrator 50[mm], 38[m]. On the basis of such result, the ring type ultrasonic motor was manufactured. Also for driving characteristics of ring type ultrasonic motor, 2-phase inverter was constructed. Then the propriety of this paper was established from comparision of the simulation and an experiment results of the ring type ultrasonic motor.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2006년도 춘계학술대회 논문집 전기기기 및 에너지변환시스템부문
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• pp.173-175
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• 2006

소형화 되어 가는 전기기기에 따른 소형 모터가 요구되고 있다. 소형 모터 중 높은 정지 토크 및 높은 효율 등의 장점을 가진 소형 로터리 초음파 모터는 여러 목적에 쓰이고 있다. 하지만 주로 경험적인 방법 또는 상용 해석툴이 소형 로터리 초음파 모터의 해석에 주로 사용되었다. 따라서 소형 로터리 초음파 모터의 체계적인 해석 방법이 필요하다. 본 논문에서는 우선 소형 로터리 초음파 모터의 동작 원리를 통해 진행파의 존재를 확인하였고, 유한요소법 해석법을 통해 과도 및 정상 상태의 소형 로터리 초음파모터를 설계하고 해석하였다. 이 해석결과를 이용하여 소형 로터리 초음파 모터의 동작 특성 또한 해석하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제24권11호
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• pp.2723-2731
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• 2000

Ultrasonic motors(USM) has been emerging as one type actuators, which possess many advantages such as high torque, low weight, compact size and no magnetic field generation. In spite of these features, there are several problems to be solved, which are temperature rise in case of long term operation, non -linearity, and hysteresis. Among these, hysteresis cause the most serious problem in force/torque control applications. To cope with this paper we propose a new PWM driving method which can be applied to force/torque control applications. To cope with this problem, in this paper we propose a new PWM driving method which can applied to force/torque control of USM. To verify the proposed method, an experimental setup was built and several experiments were performed.

• 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
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• 제54권10호
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• pp.433-437
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• 2005

This paper studied Rotary type ultrasonic motor which has cross type stator. The stator consists of hollowed cross type metal which has four piezoelectric ceramics on the ends of cross bars. When two harmonic voltages which have 90$^{\circ}$ phase difference given to ceramics, the elliptical motion was generated in the inside tips. Inside tips are contact with rotor and these elliptical motions are rotate the rotor The finite element analysis was used to optimize the dimension and displacement of the stator. And the analyzed results were compared with the experimental results of the motor. As results, the speed and the torque of motor was increased by increasing width of the cross bar. And the speed and torque o( motor was not influenced to length of cross bar. The speed and torque was linearly increased by increasing voltage. The maximum torque was generated when the motor fabricated length of cross bar and width of ceramics in the ratio of 1:2.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2002년도 추계학술대회 논문집 Vol.15
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• pp.305-308
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• 2002

This paper presents design and analysis of stator which is vibration source of ring-type ultrasonic motor. The stator were designed for 9th flexural vibration mode. Designed stator was simulated by FEA for changing its materials. As results, the resonance frequencies of stators were changed by Poisson's ratio and density. And higher displacement were obtained by using the materials of low Young's modulus. Using the results, can easily design and manufacture the stator of ring type ultrasonic motor. And we suppose that it can save the time and finances.