JPH0236777A - 超音波モーターの駆動装置 - Google Patents
超音波モーターの駆動装置Info
- Publication number
- JPH0236777A JPH0236777A JP63184928A JP18492888A JPH0236777A JP H0236777 A JPH0236777 A JP H0236777A JP 63184928 A JP63184928 A JP 63184928A JP 18492888 A JP18492888 A JP 18492888A JP H0236777 A JPH0236777 A JP H0236777A
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- Japan
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- frequency
- ultrasonic motor
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- Pending
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 28
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 6
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
Landscapes
- 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
本発明は圧電体を用いて駆動力を発生する超音波モータ
に係わり、特に弾性体を励振させる圧電体の駆動装置に
関する。
に係わり、特に弾性体を励振させる圧電体の駆動装置に
関する。
従来の技術
近年、圧電体セラミックス等の電気−機械変換子を用い
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等
を有することから注目されている。
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等
を有することから注目されている。
以下図面を参照しながら、上述した従来の超音波モータ
の駆動装置の一例について説明する。
の駆動装置の一例について説明する。
第２図において、１は第１の圧電体２１と第２の圧電体
２２とを有する超音波モータの本体部である。２は超音
波モータの駆動回路、３は圧電体に流れる機械撮動に比
例する電流を検出する電流検出回路で、圧電体２２と、
圧電体２２に直列に接続された抵抗２３と、前記圧電体
２２と抵抗２３との直列回路に並列に接続されたコンデ
ンサ２５と、前記コンデンサ２５に直列に接続した抵抗
２４と、一方の端子を抵抗３０を介して前記抵抗２３と
圧電体２２との接続点に接続し、他方の端子を抵抗２９
を介してコンデンサ２５と抵抗２４との接続点に接続し
た演算増幅器３３とを備え、抵抗２９〜３２と演算増幅
器３３とで差動増幅回路４を構成している。５は圧電体
２２に印加される電圧を検出する電圧検出回路である。
２２とを有する超音波モータの本体部である。２は超音
波モータの駆動回路、３は圧電体に流れる機械撮動に比
例する電流を検出する電流検出回路で、圧電体２２と、
圧電体２２に直列に接続された抵抗２３と、前記圧電体
２２と抵抗２３との直列回路に並列に接続されたコンデ
ンサ２５と、前記コンデンサ２５に直列に接続した抵抗
２４と、一方の端子を抵抗３０を介して前記抵抗２３と
圧電体２２との接続点に接続し、他方の端子を抵抗２９
を介してコンデンサ２５と抵抗２４との接続点に接続し
た演算増幅器３３とを備え、抵抗２９〜３２と演算増幅
器３３とで差動増幅回路４を構成している。５は圧電体
２２に印加される電圧を検出する電圧検出回路である。
６は位相差検出回路で、機械系振動に比例する電流検出
回路３と電圧検出回路５との出力波形の位相を比較し、
その位相差に応じた直流電圧を出力する。７は抵抗３４
．３５と演算増幅器３６よりなる誤差増幅器で、前記位
相差検出回路６の出力電圧と基準電圧源８の電圧とを比
較し、その差電圧に応じた電圧を出力する。
回路３と電圧検出回路５との出力波形の位相を比較し、
その位相差に応じた直流電圧を出力する。７は抵抗３４
．３５と演算増幅器３６よりなる誤差増幅器で、前記位
相差検出回路６の出力電圧と基準電圧源８の電圧とを比
較し、その差電圧に応じた電圧を出力する。
１０は電流レベル検出回路であり、この電流レベル検出
回路１０の入力側に電流検出回路３の出力が接続されて
いる。前記電流レベル検出回路１０の出力は、抵抗３７
を介して演算増幅器３９の一方の入力側に接続されてお
り、この演算増幅器３９の一方の入力側は抵抗３８を介
して演算増幅器３９の出力側に接続されている。
回路１０の入力側に電流検出回路３の出力が接続されて
いる。前記電流レベル検出回路１０の出力は、抵抗３７
を介して演算増幅器３９の一方の入力側に接続されてお
り、この演算増幅器３９の一方の入力側は抵抗３８を介
して演算増幅器３９の出力側に接続されている。
前記演算増幅器３９の他方の入力側には基準電圧源１１
が接続されており、抵抗３７．３８と演算増幅器３９と
で誤差増幅器１２を構成している。
が接続されており、抵抗３７．３８と演算増幅器３９と
で誤差増幅器１２を構成している。
また、駆動回路２内の駆動電圧を昇圧するためのトラン
ス（図示せず）の１次側を演算増幅器３９の一方の入力
側（抵抗３７と接続された側）に抵抗４０を介して接続
している。
ス（図示せず）の１次側を演算増幅器３９の一方の入力
側（抵抗３７と接続された側）に抵抗４０を介して接続
している。
１３は可変発振器で、前記誤差増幅器７．１２の出力電
圧に応じてその発振周波数が可変される。
圧に応じてその発振周波数が可変される。
なお、第２図において、抵抗２７，２８、コンデンサ２
６は圧電体に印加される電圧のバランスをとる為に挿入
されたものである。
６は圧電体に印加される電圧のバランスをとる為に挿入
されたものである。
以上のように構成された超音波モータの駆動装置につい
て、以下その動作について説明する。
て、以下その動作について説明する。
可変発振器１３をある駆動周波数ｆ＋Ｈに設定し、駆動
回路２により超音波モータを駆動した状態において、超
音波モータが駆動される環境が変化したり、自己発熱の
影響による温度変化や経時変化がおこり、ステータの機
械系共振周波数ｆｒ＋およびそれより位相差ΔＰ１にあ
る駆動周波数ｆｔＨがそれぞれｆｒ２．ｆｍ２に変化し
た場合、位相差検出回路６が、機械系振動に比例する電
流検出回路３と電圧検出回路５の出力波形の位相を比較
し、その位相差に応じた直流電圧を出力し、その出力を
誤差増幅器７が基準電圧源８の電圧と比較し、その差電
圧に応じた電圧を出力し、ｆｒ２とｆｍ２との位相差Δ
Ｐ２がΔＰ！となるよう発振周波数を可変し、駆動回路
２を介して超音波モータの回転数を一定とするように制
御する。
回路２により超音波モータを駆動した状態において、超
音波モータが駆動される環境が変化したり、自己発熱の
影響による温度変化や経時変化がおこり、ステータの機
械系共振周波数ｆｒ＋およびそれより位相差ΔＰ１にあ
る駆動周波数ｆｔＨがそれぞれｆｒ２．ｆｍ２に変化し
た場合、位相差検出回路６が、機械系振動に比例する電
流検出回路３と電圧検出回路５の出力波形の位相を比較
し、その位相差に応じた直流電圧を出力し、その出力を
誤差増幅器７が基準電圧源８の電圧と比較し、その差電
圧に応じた電圧を出力し、ｆｒ２とｆｍ２との位相差Δ
Ｐ２がΔＰ！となるよう発振周波数を可変し、駆動回路
２を介して超音波モータの回転数を一定とするように制
御する。
また、同時に、電流検出回路３により検出された機械系
撮動に比例する電流を、電流レベル検出回路１０により
、半波整流・積分を行い電圧信号に変換し、誤差増幅器
１２で基準電圧１１と比較された差電圧に応じた電圧を
出力し、可変発振器１３の発振周波数を可変し、駆動回
路２を介して超音波モータの回転数を一定とするように
制御する。
撮動に比例する電流を、電流レベル検出回路１０により
、半波整流・積分を行い電圧信号に変換し、誤差増幅器
１２で基準電圧１１と比較された差電圧に応じた電圧を
出力し、可変発振器１３の発振周波数を可変し、駆動回
路２を介して超音波モータの回転数を一定とするように
制御する。
また、駆動回路２のトランスに入力される信号を抵抗４
０を介して演算増幅器３９に入力しており、駆動電圧を
帰還制御でき、駆動電圧に対する回転数−トルク特性を
変化させることができる。
０を介して演算増幅器３９に入力しており、駆動電圧を
帰還制御でき、駆動電圧に対する回転数−トルク特性を
変化させることができる。
したがって、トランスへ入力する電圧を変化させること
で回転数−トルク特性を変えることができ、数々の仕様
に対応させることが容易にできる。
で回転数−トルク特性を変えることができ、数々の仕様
に対応させることが容易にできる。
発明が解決しようとする課題
しかしながら上記のような構成では、超音波モータの起
動時は動作時に比べて圧電体の機械振動に比例する電流
が小さく、この電流レベルと基準電圧源との比較により
決まる可変発振器からの駆動周波数ｆｍは、ステータの
機械系共振周波数ｆｒ。
動時は動作時に比べて圧電体の機械振動に比例する電流
が小さく、この電流レベルと基準電圧源との比較により
決まる可変発振器からの駆動周波数ｆｍは、ステータの
機械系共振周波数ｆｒ。
より低い周波数となる。このような状態により超音波モ
ータを駆動させると駆動周波数ｆｍは、ステータの機械
系共振周波数ｆｒより低い周波数からの掃引となるため
、超音波モータの動作は不安定になり極端な場合停止し
てしまう。
ータを駆動させると駆動周波数ｆｍは、ステータの機械
系共振周波数ｆｒより低い周波数からの掃引となるため
、超音波モータの動作は不安定になり極端な場合停止し
てしまう。
本発明は上記問題点を解決するもので、起動時でもモー
タが安定動作することを可能とする超音波モータの駆動
装置を提供するものである。
タが安定動作することを可能とする超音波モータの駆動
装置を提供するものである。
課題を解決するための手段
このような従来の問題点を解決するために本発明は、超
音波モータの起動時、超音波モータの駆動周波数ｆｍを
モータ構造および周囲環境において決まる機械系共振周
波数ｆｒより周波数Δｆだけ高い駆動周波数ｆｍｓとす
る初期値設定回路から構成されたものである。
音波モータの起動時、超音波モータの駆動周波数ｆｍを
モータ構造および周囲環境において決まる機械系共振周
波数ｆｒより周波数Δｆだけ高い駆動周波数ｆｍｓとす
る初期値設定回路から構成されたものである。
作用
本発明は上記した構成によって、初期駆動周波数ｆｍｓ
が、機械系共振周波数ｆｒより常に高い駆動周波数とな
り高い周波数から駆動周波数を掃引でき、起動時におい
ても超音波モータの安定駆動ができる。
が、機械系共振周波数ｆｒより常に高い駆動周波数とな
り高い周波数から駆動周波数を掃引でき、起動時におい
ても超音波モータの安定駆動ができる。
実施例
以下本発明の一実施例の超音波モータの駆動装置につい
て、図面を参照しながら説明する。
て、図面を参照しながら説明する。
第１図は本発明の第１の実施例における駆動装置の回路
図で、１５は初期値設定回路であり、抵抗４１．４２、
トランジスタ４３により構成されている。
図で、１５は初期値設定回路であり、抵抗４１．４２、
トランジスタ４３により構成されている。
以下その動作について説明する。
なお、従来と同じ部分については従来例と同符号を付し
、その説明を省略する。
、その説明を省略する。
第１図において、初期値設定回路１５の入力側は超音波
モータを駆動するために設けられた駆動回路２のＯＮ、
ＯＦＦ端子の信号（信号出力は、ＣＭＯ８によるＨＩＧ
Ｈレベル、ＬＯＷレベルで、超音波モータの駆動時はＬ
ＯＷ、停止時はＨＩＧＨとなる信号である。）が接続さ
れている。
モータを駆動するために設けられた駆動回路２のＯＮ、
ＯＦＦ端子の信号（信号出力は、ＣＭＯ８によるＨＩＧ
Ｈレベル、ＬＯＷレベルで、超音波モータの駆動時はＬ
ＯＷ、停止時はＨＩＧＨとなる信号である。）が接続さ
れている。
抵抗４１．４２の分圧によりトランジスタ４３の動作が
、超音波モータ駆動時にはＯＦＦ、停止時にはＯＮする
ように抵抗４１．４２の設定を行うと、モータ停止時に
おいて、トランジスタ４３はＯＮＬ、その動作により誤
差増幅器１２の一方の入力端である機械系振動に比例す
る電流のレベルを検出する電流レベル検出回路の出力値
を入力する側の入力レベルが可変する。その結果、誤差
増幅器１２の出力は、駆動周波数ｆｍを設定した駆動周
波数値ｆｎ＋＋より高い周波数となるよう可変発振器の
発振周波数を変化させる。
、超音波モータ駆動時にはＯＦＦ、停止時にはＯＮする
ように抵抗４１．４２の設定を行うと、モータ停止時に
おいて、トランジスタ４３はＯＮＬ、その動作により誤
差増幅器１２の一方の入力端である機械系振動に比例す
る電流のレベルを検出する電流レベル検出回路の出力値
を入力する側の入力レベルが可変する。その結果、誤差
増幅器１２の出力は、駆動周波数ｆｍを設定した駆動周
波数値ｆｎ＋＋より高い周波数となるよう可変発振器の
発振周波数を変化させる。
したがって、超音波モータを停止状態から駆動状態にし
た時、駆動周波数ｆ＋ｎは高い方からの掃引となり、超
音波モータを安定に駆動することができる。
た時、駆動周波数ｆ＋ｎは高い方からの掃引となり、超
音波モータを安定に駆動することができる。
発明の効果
以上の説明から明らかなように本発明は、機械系共振周
波数ｆｒより周波数Δｆだけ高い駆動周波数ｆｌｉｓに
よって起動されるため、駆動周波数ｆｍは高い周波数か
らの掃引となり、起動時においても超音波モータの安定
駆動を得ることができる。
波数ｆｒより周波数Δｆだけ高い駆動周波数ｆｌｉｓに
よって起動されるため、駆動周波数ｆｍは高い周波数か
らの掃引となり、起動時においても超音波モータの安定
駆動を得ることができる。
第１図は本発明の一実施例における超音波モータの駆動
装置のブロック図、第２図は従来の一実施例における超
音波モータの駆動装置のブロック図である。 ２・・・・・・駆動回路、３・・・・・・電流検出回路
、４・・・・・・差動増幅回路、５・・・・・・電圧検
出回路、６，９・・・・・・位相差検出回路、７，１２
・・・・・・誤差増幅器、８゜１１・・・・・・基準電
圧源、１０・・・・・・電流レベル検出回路、１３・・
・・・・可変発振器、１４・・・・・・電流レベル検出
器、１５・・・・・・初期値設定回路、２１．２２・・
・・・・圧電体。
装置のブロック図、第２図は従来の一実施例における超
音波モータの駆動装置のブロック図である。 ２・・・・・・駆動回路、３・・・・・・電流検出回路
、４・・・・・・差動増幅回路、５・・・・・・電圧検
出回路、６，９・・・・・・位相差検出回路、７，１２
・・・・・・誤差増幅器、８゜１１・・・・・・基準電
圧源、１０・・・・・・電流レベル検出回路、１３・・
・・・・可変発振器、１４・・・・・・電流レベル検出
器、１５・・・・・・初期値設定回路、２１．２２・・
・・・・圧電体。
Claims (2)
- （１）超音波振動を励振する圧電体と、可変発振器から
の信号に基づいて駆動用電圧を前記圧電体に供給する駆
動回路と、機械系共振周波数ｆｒより周波数Δｆだけ高
い駆動周波数ｆｍｓによって起動させる初期値設定回路
とを備えた超音波モータの駆動装置。 - （２）超音波モータを構成する圧電体に流れる機械系振
動に比例した電流を検出する電流検出手段と、前記圧電
体に印加される電圧を検出する電圧検出手段と、前記電
流検出手段からの信号と電圧検出手段からの信号の位相
差を検出する位相差検出手段と、前記電流検出手段で検
出した電流の電流レベルを検出するとともに基準電圧源
と該電流レベルを比較する電流レベル検出手段と、前記
位相差検出手段からの信号と前記電流レベル検出手段か
らの信号により前記圧電体に流れる機械系振動に比例し
た電流と前記位相差をそれぞれ一定とするよう発振周波
数を可変する可変発振器と、この可変発振器からの信号
に基づいて駆動用電圧を供給する駆動回路と、起動時に
機械系共振周波数ｆｒよりΔｆだけ高い駆動周波数ｆｍ
ｓによって起動するよう前記可変発振器の発振周波数を
変化させる初期値設定回路とを備えた超音波モータの駆
動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63184928A JPH0236777A (ja) | 1988-07-25 | 1988-07-25 | 超音波モーターの駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63184928A JPH0236777A (ja) | 1988-07-25 | 1988-07-25 | 超音波モーターの駆動装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0236777A true JPH0236777A (ja) | 1990-02-06 |
Family
ID=16161793
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63184928A Pending JPH0236777A (ja) | 1988-07-25 | 1988-07-25 | 超音波モーターの駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0236777A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5644199A (en) * | 1994-07-20 | 1997-07-01 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method for driving an ultrasonic motor |
| CN105103318A (zh) * | 2013-03-27 | 2015-11-25 | 埃普科斯股份有限公司 | 用于操控压电变压器的电路装置和方法 |
-
1988
- 1988-07-25 JP JP63184928A patent/JPH0236777A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5644199A (en) * | 1994-07-20 | 1997-07-01 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method for driving an ultrasonic motor |
| CN105103318A (zh) * | 2013-03-27 | 2015-11-25 | 埃普科斯股份有限公司 | 用于操控压电变压器的电路装置和方法 |
| US20160027987A1 (en) * | 2013-03-27 | 2016-01-28 | Epcos Ag | Circuit Assembly and Method for Controlling a Piezoelectric Transformer |
| US9705064B2 (en) * | 2013-03-27 | 2017-07-11 | Epcos Ag | Circuit assembly and method for controlling a piezoelectric transformer |
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