JPH05328759A - Drive controller circuit for ultrasonic motor - Google Patents
Drive controller circuit for ultrasonic motorInfo
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- JPH05328759A JPH05328759A JP4132889A JP13288992A JPH05328759A JP H05328759 A JPH05328759 A JP H05328759A JP 4132889 A JP4132889 A JP 4132889A JP 13288992 A JP13288992 A JP 13288992A JP H05328759 A JPH05328759 A JP H05328759A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は超音波モータの駆動制御
回路に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a drive control circuit for an ultrasonic motor.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、超音波モータの圧電体に対して電
力を供給し、この圧電体の振動によりステータを振動さ
せてロータを回転させている。図６に示すように、前記
超音波モータはトルクＴを上昇させると回転数Ｎが低下
する。そして、トルクＴを上昇させると超音波モータの
圧電体に供給される電力Ｐも上昇する。2. Description of the Related Art Conventionally, electric power is supplied to a piezoelectric body of an ultrasonic motor, and the rotor is rotated by vibrating the stator by vibrating the piezoelectric body. As shown in FIG. 6, the rotation speed N of the ultrasonic motor decreases as the torque T increases. When the torque T is increased, the power P supplied to the piezoelectric body of the ultrasonic motor also increases.
【０００３】ここで、振動のレベル、ステータに設けら
れた振動モニター用圧電素子の発生電圧を自動制御して
超音波モータの回転数Ｎを制御する自動制御回路があ
る。この自動制御回路は、通常ステータに対して付着さ
れている圧電体を破損しない振動レベルで駆動されるた
め許容電力レベルＳ以上とならない電力Ｐを圧電体に供
給できている。Here, there is an automatic control circuit for automatically controlling the vibration level and the voltage generated by the vibration monitoring piezoelectric element provided on the stator to control the rotational speed N of the ultrasonic motor. Since this automatic control circuit is driven at a vibration level that does not damage the piezoelectric body that is normally attached to the stator, it can supply electric power P that does not exceed the allowable power level S to the piezoelectric body.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、超音波
モータに対して例えば負荷がかかり、超音波モータが発
熱すると、ステータと圧電体とを接着する接着層が軟化
する。そのため、圧電体に供給される電力Ｐが過剰入
力、つまり、図７に示すように、電力Ｐのレベルが圧電
体の許容電力レベルＳ以上となり、圧電体自身が過剰振
動して破損してしまう問題がある。However, when a load is applied to the ultrasonic motor and the ultrasonic motor generates heat, the adhesive layer for bonding the stator and the piezoelectric body is softened. Therefore, the electric power P supplied to the piezoelectric body is excessively input, that is, the level of the electric power P becomes equal to or higher than the allowable electric power level S of the piezoelectric body as shown in FIG. 7, and the piezoelectric body itself is excessively vibrated and damaged. There's a problem.
【０００５】又、超音波モータの動作に異音が発生する
と、図８に示すように回転数Ｎに乱れが発生し、このと
き過剰入力となる電力Ｐ（許容電力レベルＳを越える）
が圧電体に供給される。従って、圧電体が異常振動して
破損してしまうという問題がある。Further, when an abnormal noise is generated in the operation of the ultrasonic motor, the rotation speed N is disturbed as shown in FIG. 8, and at this time, an excessive input power P (exceeds the allowable power level S).
Are supplied to the piezoelectric body. Therefore, there is a problem that the piezoelectric body is abnormally vibrated and damaged.
【０００６】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであって、その目的は超音波モータが発熱した
り、異音が発生しても圧電体が破損しないように防止す
ることができる超音波モータの駆動制御回路を提供する
ことにある。The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to prevent the piezoelectric body from being damaged even if the ultrasonic motor generates heat or abnormal noise is generated. An object of the present invention is to provide a drive control circuit for an ultrasonic motor.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決するため、ロータを回転させるステータに対して設け
られた圧電体に電力供給手段から電力を供給して前記ロ
ータを回転させる超音波モータの駆動制御回路におい
て、前記圧電体に過剰電力が供給されたか否かを検出す
る電力検出手段を備えたことをその要旨とする。In order to solve the above problems, the present invention provides an ultrasonic wave for rotating a rotor by supplying electric power from a power supply means to a piezoelectric body provided for a stator for rotating the rotor. The gist of the present invention is that the drive control circuit of the motor is provided with power detection means for detecting whether or not excess power is supplied to the piezoelectric body.
【０００８】[0008]
【作用】電力供給手段から供給される電力に基づいて圧
電体が振動し、この振動はステータに伝達される。その
ため、ステータが振動し、この振動に基づいてロータが
回転する。又、電力検出手段に基づいて圧電体に過剰電
力が供給されたか否かを検出することができる。The piezoelectric body vibrates based on the electric power supplied from the power supply means, and this vibration is transmitted to the stator. Therefore, the stator vibrates, and the rotor rotates based on this vibration. Further, it is possible to detect whether or not excess power is supplied to the piezoelectric body based on the power detection means.
【０００９】[0009]
【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図１〜
図４に基づいて説明する。図１に示すように、超音波モ
ータ１のステータ１ａには圧電素子２ａ，２ｂが付着さ
れるとともに、該ステータ１ａにはモニター用の圧電素
子２ｃが付着されている。又、前記圧電素子２ａ，２ｂ
及び２ｃには印加電極３ａ，３ｂ及び検出電極３ｃが設
けられている。そして、前記圧電素子２ａ，２ｂの振動
によりステータ１ａが振動し、ロータ４が回転するよう
になっている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment embodying the present invention will now be described with reference to FIGS.
It will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1, piezoelectric elements 2a and 2b are attached to the stator 1a of the ultrasonic motor 1, and a piezoelectric element 2c for monitoring is attached to the stator 1a. In addition, the piezoelectric elements 2a and 2b
And 2c are provided with application electrodes 3a and 3b and a detection electrode 3c. The stator 1a is vibrated by the vibration of the piezoelectric elements 2a and 2b, and the rotor 4 is rotated.
【００１０】前記検出電極３ｃは自動追尾回路５に接続
されている。前記自動追尾回路５は超音波モータ１の駆
動周波数を自動追尾し、モニター電圧一定制御、モニタ
ー信号乱れ検知制御等各種の制御を行うようになってい
る。The detection electrode 3c is connected to the automatic tracking circuit 5. The automatic tracking circuit 5 automatically tracks the drive frequency of the ultrasonic motor 1 and performs various controls such as constant monitor voltage control and monitor signal disturbance detection control.
【００１１】前記自動追尾回路５には電力供給手段とし
ての電圧制御発振回路６が接続されている。この電圧制
御発振回路６は前記自動追尾回路５からの指令信号に基
づいて前記超音波モータ１に出力する出力電圧の周波数
を制御するようになっている。そして、例えば自動追尾
回路５は超音波モータ１のトルクＴを上昇させたとき、
一定の条件（モニター電圧一定値、異音が発生しない最
大値）で回転数Ｎが得られるように電圧制御発振回路６
に出力電圧の周波数を通常減少（モータにおいては増大
させる場合もある）させる指令信号を出力する。このと
き、圧電素子２ａ，２ｂに供給される実効電力Ｐ（Ｐ
ａ，Ｐｂ）は増加する。A voltage controlled oscillator circuit 6 as a power supply means is connected to the automatic tracking circuit 5. The voltage controlled oscillator circuit 6 controls the frequency of the output voltage output to the ultrasonic motor 1 based on the command signal from the automatic tracking circuit 5. Then, for example, when the automatic tracking circuit 5 increases the torque T of the ultrasonic motor 1,
The voltage controlled oscillator circuit 6 is provided so that the rotation speed N can be obtained under a constant condition (a constant value of the monitor voltage and a maximum value at which abnormal noise does not occur).
A command signal that normally decreases the frequency of the output voltage (in some cases, increases it in the motor) is output to the. At this time, the effective electric power P (P
a, Pb) increases.
【００１２】前記電圧制御発振回路６は電力増幅器７ａ
及び移相器８にそれぞれ接続されている。前記電力増幅
器７ａは電圧制御発振回路６から出力された所定の周波
数となる出力電圧を増幅するようになっている。又、移
相器８は前記電圧制御発振回路６から出力された所定の
周波数となる出力電圧の位相を電力増幅器７ａに出力さ
れる出力電圧に対して９０°位相をずらすようになって
いる。前記移相器８は電力増幅器７ｂに接続され、前記
移相器８から出力される出力電圧を前記電力増幅器７ａ
から出力される出力電圧と同じレベルとなるように増幅
するようになっている。The voltage controlled oscillator circuit 6 includes a power amplifier 7a.
, And the phase shifter 8 respectively. The power amplifier 7a amplifies the output voltage output from the voltage controlled oscillator circuit 6 and having a predetermined frequency. Further, the phase shifter 8 shifts the phase of the output voltage having a predetermined frequency output from the voltage controlled oscillation circuit 6 by 90 ° with respect to the output voltage output to the power amplifier 7a. The phase shifter 8 is connected to the power amplifier 7b and outputs the output voltage from the phase shifter 8 to the power amplifier 7a.
The output voltage is amplified so that it has the same level as the output voltage.
【００１３】前記電力増幅器７ａ，７ｂは電力検出手段
としての電力検出回路９ａ，９ｂを介して印加電極３
ａ，３ｂにそれぞれ接続されている。従って、前記印加
電極３ａ，３ｂには９０°位相がずれ、同一レベルとな
る出力電圧が印加されるようになっている。The power amplifiers 7a and 7b are connected to the application electrode 3 via power detection circuits 9a and 9b as power detection means.
a and 3b, respectively. Therefore, the output electrodes having the same level but 90 ° out of phase with each other are applied to the applying electrodes 3a and 3b.
【００１４】前記電力検出回路９ａ，９ｂは前記印加電
極３ａ，３ｂを介して圧電素子２ａ，２ｂの実効電力Ｐ
ａ，Ｐｂを検出するようになっている。又、前記電力検
出回路９ａ，９ｂは指令制御回路１０に接続されてい
る。この指令制御回路１０は前記電力検出回路９ａ，９
ｂによって検出された実効電力Ｐａ，Ｐｂが圧電体２
ａ，２ｂを破損させる許容電力レベルＳを越えているか
否かを判断するようになっている。そして、検出された
実効電力Ｐａ，Ｐｂが許容電力レベルＳに達している場
合、前記指令制御回路１０はこのときの周波数の値を入
力電力が許容電力レベルＳを越えないように変化させた
出力電圧を超音波モータ１に出力する制御信号を前記電
圧制御発振回路６に出力するようになっている。The power detection circuits 9a and 9b are provided with the effective power P of the piezoelectric elements 2a and 2b via the application electrodes 3a and 3b.
It detects a and Pb. The power detection circuits 9a and 9b are connected to the command control circuit 10. The command control circuit 10 includes the power detection circuits 9a and 9a.
The effective powers Pa and Pb detected by b are the piezoelectric body 2
It is determined whether or not the allowable power level S that damages a and 2b is exceeded. When the detected effective powers Pa and Pb reach the allowable power level S, the command control circuit 10 changes the frequency value at this time so that the input power does not exceed the allowable power level S. A control signal for outputting a voltage to the ultrasonic motor 1 is output to the voltage controlled oscillator circuit 6.
【００１５】次に、前記電力検出回路９ａ，９ｂの構成
について説明する。図２に示すように、前記電力増幅器
７ａ，７ｂは抵抗Ｒsa，Ｒsbを介して印加電極３ａ，３
ｂに接続されている。又、前記抵抗Ｒsa，Ｒsbと印加電
極３ａ，３ｂ間との間にはＡ／Ｄコンバータ１１ａ，１
１ｂの一端が接続され、該Ａ／Ｄコンバータ１１ａ，１
１ｂの他端はアース接続されている。Next, the structure of the power detection circuits 9a and 9b will be described. As shown in FIG. 2, the power amplifiers 7a and 7b are connected to the application electrodes 3a and 3b via resistors Rsa and Rsb.
connected to b. Further, A / D converters 11a, 1 are provided between the resistors Rsa, Rsb and the application electrodes 3a, 3b.
One end of 1b is connected to the A / D converters 11a, 1
The other end of 1b is grounded.
【００１６】そして、前記Ａ／Ｄコンバータ１１ａ，１
１ｂによって抵抗Ｒsa，Ｒsbと印加電極３ａ，３ｂ間と
アースとの間の電圧Ｅ1a，Ｅ1bを検出し、デジタル信号
に変換して前記指令制御回路１０に出力するようになっ
ている。Then, the A / D converters 11a, 1
The voltage E1a, E1b between the resistors Rsa, Rsb and the application electrodes 3a, 3b and the ground is detected by 1b, converted into a digital signal and output to the command control circuit 10.
【００１７】前記抵抗Ｒsa，Ｒsb間にはＡ／Ｄコンバー
タ１２ａ，１２ｂが接続されている。このＡ／Ｄコンバ
ータ１２ａ，１２ｂによって抵抗Ｒsa，Ｒsb両端の電圧
Ｅ2a，Ｅ2bを検出し、デジタル信号に変換して前記指令
制御回路１０に出力するようになっている。A / D converters 12a and 12b are connected between the resistors Rsa and Rsb. The A / D converters 12a and 12b detect the voltages E2a and E2b across the resistors Rsa and Rsb, convert them into digital signals, and output them to the command control circuit 10.
【００１８】更に、前記電力増幅器８ａ，８ｂと抵抗Ｒ
sa，Ｒsbとの間にはＡ／Ｄコンバータ１３ａ，１３ｂの
一端が接続され、該Ａ／Ｄコンバータ１３ａ，１３ｂの
他端はアース接続されている。そして、前記Ａ／Ｄコン
バータ１３ａ，１３ｂによって抵抗Ｒsa，Ｒsbと電力増
幅器７ａ，７ｂとアースとの間の電圧Ｅ3a，Ｅ3bを検出
し、デジタル信号を変換して前記指令制御回路１０に出
力するようになっている。Further, the power amplifiers 8a and 8b and the resistor R
One ends of the A / D converters 13a and 13b are connected between sa and Rsb, and the other ends of the A / D converters 13a and 13b are grounded. Then, the A / D converters 13a, 13b detect the voltages E3a, E3b between the resistors Rsa, Rsb, the power amplifiers 7a, 7b and the ground, convert the digital signals and output them to the command control circuit 10. It has become.
【００１９】前記各電圧Ｅ1a〜Ｅ3a，Ｅ1b〜Ｅ3bは複素
数成分を有しており、この電圧Ｅ1a〜Ｅ3a，Ｅ1b〜Ｅ3b
を基に次式により前記指令制御回路１０は圧電素子２
ａ，２ｂの実効電力Ｐa ，Ｐb を演算する。Each of the voltages E1a to E3a and E1b to E3b has a complex number component, and these voltages E1a to E3a and E1b to E3b are included.
Based on the following equation, the command control circuit 10 uses the piezoelectric element 2
The effective powers Pa and Pb of a and 2b are calculated.
【００２０】 Ｐa ＝（Ｅ3a2 −Ｅ2a2 −Ｅ1a2 ）／２ＲSa …（１） Ｐb ＝（Ｅ3b2 −Ｅ2b2 −Ｅ1b2 ）／２ＲSb …（２） 上記の式に基づいて実効電力Ｐa ，Ｐb が予め設定され
た許容電力レベルＳに達した場合、指令制御回路１０は
入力電力がアップしないように出力電圧の周波数を変化
させる制御信号を電圧制御発振回路６に出力するように
なっている。[0020] Pa = (E3a 2 -E2a 2 -E1a 2) / 2RSa ... (1) Pb = (E3b 2 -E2b 2 -E1b 2) / 2RSb ... (2) above effective power based on the equation Pa, Pb Has reached a preset allowable power level S, the command control circuit 10 outputs a control signal for changing the frequency of the output voltage to the voltage controlled oscillator circuit 6 so that the input power does not increase.
【００２１】次に、上記のように構成された超音波モー
タの作用について説明する。電圧制御発振回路６からの
出力電圧が電圧増幅器７ａ及び移相器８にそれぞれ出力
される。そして、移相器８は電圧増幅器７ａに入力され
る出力電圧に対して９０°位相がずれる出力電圧を電圧
増幅器７ｂに出力する。Next, the operation of the ultrasonic motor configured as described above will be described. The output voltage from the voltage controlled oscillator circuit 6 is output to the voltage amplifier 7a and the phase shifter 8, respectively. Then, the phase shifter 8 outputs an output voltage whose phase is shifted by 90 ° to the output voltage input to the voltage amplifier 7a to the voltage amplifier 7b.
【００２２】そして、電圧増幅器７ａ，７ｂは同一レベ
ルとなる出力電圧を電力検出回路９ａ，９ｂを介して印
加電極３ａ，３ｂに出力する。そのため、超音波モータ
１は回転動作を行う。又、検出電極３ｃを介して自動追
尾回路５は超音波モータ１の駆動周波数を自動追尾し、
例えば前記超音波モータ１のトルクＴを上昇させたとき
一定の条件で回転数Ｎが得られるように指令信号を電圧
制御発振回路６に出力する。Then, the voltage amplifiers 7a and 7b output the output voltages having the same level to the application electrodes 3a and 3b through the power detection circuits 9a and 9b. Therefore, the ultrasonic motor 1 rotates. Further, the automatic tracking circuit 5 automatically tracks the drive frequency of the ultrasonic motor 1 via the detection electrode 3c,
For example, when the torque T of the ultrasonic motor 1 is increased, a command signal is output to the voltage controlled oscillator circuit 6 so that the rotation speed N can be obtained under a constant condition.
【００２３】すると、電圧制御発振回路６は周波数を通
常減少（増大させる場合もある）させていく出力電圧を
電圧増幅器７ａ及び移相器８に出力する。そして、移相
器８は９０°移相がずれた出力電圧を電圧増幅器７ｂに
出力する。そのため、印加電極３ａ，３ｂには電力検出
回路９ａ，９ｂを介して電圧増幅器７ａ，７ｂからの出
力電圧が印加される。Then, the voltage controlled oscillator circuit 6 outputs the output voltage, which normally decreases (or sometimes increases) the frequency, to the voltage amplifier 7a and the phase shifter 8. Then, the phase shifter 8 outputs the output voltage whose phase is shifted by 90 ° to the voltage amplifier 7b. Therefore, the output voltage from the voltage amplifiers 7a and 7b is applied to the application electrodes 3a and 3b through the power detection circuits 9a and 9b.
【００２４】従って、超音波モータ１のトルクＴが増加
するとともに、圧電素子２ａ，２ｂの実効電力Ｐａ，Ｐ
ｂも増加する。そして、電力検出回路９ａ，９ｂの各Ａ
／Ｄコンバータ１１ａ〜１３ａ，１１ｂ〜１３ｃは電圧
Ｅ1a〜Ｅ3a，Ｅ1b〜Ｅ3bを常に検出し、この電圧Ｅ1a〜
Ｅ3a，Ｅ1b〜Ｅ3bを指令制御回路１０に出力する。前記
指令制御回路１０は前記電圧Ｅ1a〜Ｅ3a，Ｅ1b〜Ｅ3bを
基に式（１），（２）により圧電素子２ａ，２ｂの実効
電力Ｐａ，Ｐｂを常に演算する。Therefore, as the torque T of the ultrasonic motor 1 increases, the effective powers Pa and P of the piezoelectric elements 2a and 2b are increased.
b also increases. Then, each A of the power detection circuits 9a and 9b
The / D converters 11a to 13a and 11b to 13c constantly detect the voltages E1a to E3a and E1b to E3b, and the voltage E1a to
E3a and E1b to E3b are output to the command control circuit 10. The command control circuit 10 always calculates the effective powers Pa and Pb of the piezoelectric elements 2a and 2b by the equations (1) and (2) based on the voltages E1a to E3a and E1b to E3b.
【００２５】ここで、図３，図４に示すように、超音波
モータ１に高負荷がかかったり、又は連続動作により発
熱したり、異音が発生して実効電力Ｐａ，Ｐｂが許容電
力レベルＳを越えようとする。このとき、指令制御回路
１０はそのときの実効電力Ｐａ，Ｐｂを越えようとする
ことを判断している。そのため、指令制御回路１０はそ
のとき電圧制御発振回路６から出力されている出力電圧
の周波数の値を入力電力がアップさせないように変化さ
せる制御信号を該電圧制御発振回路６に出力する。そし
て、電圧制御発振回路６は前記指令制御回路１０からの
制御信号に基づいてそのときの周波数を保持する出力電
圧を超音波モータ１に出力する。Here, as shown in FIGS. 3 and 4, the ultrasonic motor 1 is loaded with a high load, heat is generated by continuous operation, abnormal noise is generated, and the effective powers Pa and Pb are allowed power levels. I try to exceed S. At this time, the command control circuit 10 determines that the effective powers Pa and Pb at that time are to be exceeded. Therefore, the command control circuit 10 outputs to the voltage control oscillation circuit 6 a control signal for changing the frequency value of the output voltage output from the voltage control oscillation circuit 6 at that time so that the input power is not increased. Then, the voltage controlled oscillator circuit 6 outputs an output voltage holding the frequency at that time to the ultrasonic motor 1 based on the control signal from the command control circuit 10.
【００２６】従って、圧電素子２ａ，２ｂの実効電力Ｐ
ａ，Ｐｂはそれぞれ許容電力レベルＳと同一レベルに保
持される。この結果、実効電力Ｐａ，Ｐｂが許容電力レ
ベルＳ以上とならないため、圧電素子２ａ，２ｂの破損
を防止することができる。Therefore, the effective power P of the piezoelectric elements 2a and 2b is
Each of a and Pb is held at the same level as the allowable power level S. As a result, the effective electric power Pa, Pb does not exceed the allowable electric power level S, so that the piezoelectric elements 2a, 2b can be prevented from being damaged.
【００２７】この結果、圧電素子２ａ，２ｂの実効電力
Ｐａ，Ｐｂは許容電力レベルＳを越えないように制御さ
れ、圧電素子２ａ，２ｂの破損を防止することができ、
信頼性の高い超音波モータ１とすることができる。As a result, the effective powers Pa and Pb of the piezoelectric elements 2a and 2b are controlled so as not to exceed the allowable power level S, and the piezoelectric elements 2a and 2b can be prevented from being damaged.
The ultrasonic motor 1 with high reliability can be obtained.
【００２８】又、本実施例においてはＡ／Ｄコンバータ
１１ａ〜１３ａ，１１ｂ〜１３ｃにより電圧Ｅ1a〜Ｅ3
a，Ｅ1b〜Ｅ3bを検出し、この電圧Ｅ1a〜Ｅ3a，Ｅ1b〜
Ｅ3bに基づいて実効電力Ｐａ，Ｐｂを演算したが、次の
ような構成にして実効電力Ｐａ，Ｐｂを演算してもよ
い。In this embodiment, the voltages E1a to E3 are supplied by the A / D converters 11a to 13a and 11b to 13c.
a, E1b to E3b are detected, and the voltages E1a to E3a and E1b to
Although the effective powers Pa and Pb are calculated based on E3b, the effective powers Pa and Pb may be calculated in the following configuration.
【００２９】つまり、図５に示すように、電圧増幅器７
ａ，７ｂを印加電極３ａ，３ｂにそれぞれ直接接続す
る。そして、電圧増幅器７ａ，７ｂと印加電極３ａ，３
ｂとの間のノードＮａ，Ｎｂにはアース接地された抵抗
Ｒpa，Ｒpbを接続する。又、印加電極３ａ，３ｂとノー
ドＮａ，Ｎｂとの間の配線に対してコイルによって構成
された電流検出器１４ａ，１４ｂを配設する。そして、
ノードＮａ，Ｎｂと抵抗Ｒpa，Ｐpbの配線に対して上記
と同様の電流検出器１５ａ，１５ｂを配設する。更に、
ノードＮａ，Ｎｂと電圧増幅器７ａ，７ｂとの間の配線
に対して電流検出器１６ａ，１６ｂを配設する。That is, as shown in FIG. 5, the voltage amplifier 7
a and 7b are directly connected to the application electrodes 3a and 3b, respectively. Then, the voltage amplifiers 7a, 7b and the application electrodes 3a, 3
Resistors Rpa and Rpb grounded to ground are connected to the nodes Na and Nb between them and b. In addition, the current detectors 14a and 14b formed of coils are arranged on the wiring between the application electrodes 3a and 3b and the nodes Na and Nb. And
Current detectors 15a and 15b similar to the above are provided for the wirings of the nodes Na and Nb and the resistors Rpa and Ppb. Furthermore,
Current detectors 16a and 16b are arranged on the wirings between the nodes Na and Nb and the voltage amplifiers 7a and 7b.
【００３０】そして、前記電流検出器１４ａ〜１６ａ，
１４ｂ〜１６ｂが検出する電流Ｉ1a〜Ｉ3a，Ｉ1b〜Ｉ3b
は複素数成分を有しており、この電流Ｉ1a〜Ｉ3a，Ｉ1b
〜Ｉ3bに基づき次式によって実効電力Ｐａ，Ｐｂを指令
制御回路１０が演算する。The current detectors 14a-16a,
Currents I1a to I3a and I1b to I3b detected by 14b to 16b
Has a complex number component, and this current I1a to I3a, I1b
The command control circuit 10 calculates the effective powers Pa and Pb according to the following equation based on I3b.
【００３１】 Ｐａ＝Ｒpa（Ｉ3a2 −Ｉ2a2 −Ｉ1a2 ）／２ …（３） Ｐｂ＝Ｒpa（Ｉ3ab −Ｉ2ab −Ｉ1ab ）／２ …（４） そして、求められた実効電力Ｐａ，Ｐｂが許容電力レベ
ルＳを越えないように指令制御回路１０は制御信号を電
圧制御発振回路６に出力し、上記と同様に圧電素子２
ａ，２ｂに許容電力レベルＳを越える電力Ｐａ，Ｐｂが
供給されることを防止できる。[0031] Pa = Rpa (I3a 2 -I2a 2 -I1a 2) / 2 ... (3) Pb = Rpa (I3a b -I2a b -I1a b) / 2 ... (4) and, effective obtained power Pa, The command control circuit 10 outputs a control signal to the voltage-controlled oscillation circuit 6 so that Pb does not exceed the allowable power level S, and the piezoelectric element 2 is operated as described above.
It is possible to prevent power Pa, Pb exceeding the allowable power level S from being supplied to a and 2b.
【００３２】この結果、超音波モータ１の発熱によって
圧電素子２ａ，２ｂとステータ１ａとの間の接着層が軟
化し、電力Ｐａ，Ｐｂが上昇して過剰入力となって圧電
素子２ａ，２ｂに印加されることを防止して圧電素子２
ａ，２ｂの破損を防止することができる。同様に、超音
波モータ１に異音が発生したときにも圧電素子２ａ，２
ｂに過剰入力となる電力Ｐａ，Ｐｂが印加されることを
防止することができる。As a result, the heat generated by the ultrasonic motor 1 softens the adhesive layer between the piezoelectric elements 2a, 2b and the stator 1a, and the electric power Pa, Pb rises to cause an excessive input to the piezoelectric elements 2a, 2b. Piezoelectric element 2 to prevent application of voltage
It is possible to prevent damage to a and 2b. Similarly, when an abnormal noise is generated in the ultrasonic motor 1, the piezoelectric elements 2a, 2
It is possible to prevent the excessive input power Pa, Pb from being applied to b.
【００３３】本実施例においては、電流を検出するため
コイルを使用した電流検出器１４ａ〜１６ａ，１４ｂ〜
１６ｂを使用したが、コイル以外の例えばシャント抵
抗、熱電対等を使用して電流を検出するように構成する
こともかのである。In this embodiment, current detectors 14a to 16a and 14b to which coils are used to detect current.
Although 16b is used, it is also possible to use a shunt resistor other than a coil, a thermocouple, or the like to detect the current.
【００３４】本実施例においては実効電力Ｐａ，Ｐｂが
許容電力レベルＳ以上とならないように電圧制御発振回
路６から出力される出力電圧の周波数を制御したが、こ
の他に、実効電力Ｐａ，Ｐｂが許容電力レベルＳ以上の
過剰入力となろうとしたとき、電圧制御発振回路６から
出力電圧を出力しないように構成することも可能であ
る。この場合、超音波モータ１の回転は停止するが、圧
電素子２ａ，２ｂの破損を確実に防止することができ
る。In the present embodiment, the frequency of the output voltage output from the voltage controlled oscillator circuit 6 is controlled so that the effective powers Pa and Pb do not exceed the allowable power level S. It is also possible to configure so that the output voltage is not output from the voltage controlled oscillation circuit 6 when an excessive input exceeds the allowable power level S. In this case, the rotation of the ultrasonic motor 1 is stopped, but damage to the piezoelectric elements 2a and 2b can be reliably prevented.
【００３５】本実施例においては、電力検出回路９ａ，
９ｂからの電流又は電圧に基づいて指令制御回路１０が
電圧制御発振回路６に指令信号を出力し、出力電圧の制
御を行ったが、この他に指令制御回路１０が異常である
ことを知らせる警報装置を動作させて作業者に知らせる
ように構成することも可能である。In this embodiment, the power detection circuit 9a,
The command control circuit 10 outputs a command signal to the voltage controlled oscillator circuit 6 based on the current or voltage from 9b to control the output voltage. In addition to this, an alarm notifying that the command control circuit 10 is abnormal. It is also possible to operate the device to notify the operator.
【００３６】更に、出力電圧値そのものを低下させるよ
うに構成することにより、過剰入力を防止しても上記と
同様の効果を得ることができる。Further, by configuring the output voltage value itself to be lowered, the same effect as described above can be obtained even if excessive input is prevented.
【００３７】[0037]
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、超
音波モータが発熱したり、異音が発生しても圧電体が破
損しないように防止することができる優れた効果があ
る。As described above in detail, according to the present invention, there is an excellent effect that it is possible to prevent the piezoelectric body from being damaged even if the ultrasonic motor heats up or abnormal noise occurs.
【図１】本発明に係る超音波モータの駆動制御回路を示
す電気ブロック図である。FIG. 1 is an electrical block diagram showing a drive control circuit of an ultrasonic motor according to the present invention.
【図２】電力検出回路の詳細な構成を示す電気ブロック
図である。FIG. 2 is an electrical block diagram showing a detailed configuration of a power detection circuit.
【図３】超音波モータが発熱しても実効電力が許容電力
レベルを越えないように制御されることを示す特性図で
ある。FIG. 3 is a characteristic diagram showing that the effective power is controlled so as not to exceed the allowable power level even if the ultrasonic motor generates heat.
【図４】超音波モータに異音が発生しても実効電力が許
容電力レベルを越えないように制御されることを示す特
性図である。FIG. 4 is a characteristic diagram showing that the effective power is controlled so as not to exceed the allowable power level even if abnormal noise is generated in the ultrasonic motor.
【図５】電力検出回路の別例を示す電気ブロック図であ
る。FIG. 5 is an electrical block diagram showing another example of the power detection circuit.
【図６】超音波モータのトルク及び回転数の特性を示す
特性図である。FIG. 6 is a characteristic diagram showing characteristics of torque and rotation speed of the ultrasonic motor.
【図７】超音波モータが発熱したとき、実効電力が許容
電力レベルを越えることを示す特性図である。FIG. 7 is a characteristic diagram showing that the effective power exceeds the allowable power level when the ultrasonic motor generates heat.
【図８】超音波モータに異音が発生したとき、実効電力
が許容電力レベルを越えることを示す特性図である。FIG. 8 is a characteristic diagram showing that the effective power exceeds the allowable power level when abnormal noise is generated in the ultrasonic motor.
１ａ…ステータ、２ａ，２ｂ…圧電素子体、４…ロー
タ、６…電力供給手段としての電圧制御発振回路、９
ａ，９ｂ…電力検出手段としての電力検出回路1a ... Stator, 2a, 2b ... Piezoelectric element body, 4 ... Rotor, 6 ... Voltage-controlled oscillation circuit as power supply means, 9
a, 9b ... Power detection circuit as power detection means
Claims (1)
けられた圧電体に電力供給手段から電力を供給して前記
ロータを回転させる超音波モータの駆動制御回路におい
て、 前記圧電体に過剰電力が供給されたか否かを検出する電
力検出手段を備えたことを特徴とする超音波モータの駆
動制御回路。1. In a drive control circuit of an ultrasonic motor for rotating a rotor by supplying power from a power supply means to a piezoelectric body provided for a stator for rotating a rotor, excessive power is supplied to the piezoelectric body. A drive control circuit for an ultrasonic motor, comprising: an electric power detecting means for detecting whether or not the ultrasonic motor is driven.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4132889A JPH05328759A (en) | 1992-05-25 | 1992-05-25 | Drive controller circuit for ultrasonic motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4132889A JPH05328759A (en) | 1992-05-25 | 1992-05-25 | Drive controller circuit for ultrasonic motor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05328759A true JPH05328759A (en) | 1993-12-10 |
Family
ID=15091924
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4132889A Pending JPH05328759A (en) | 1992-05-25 | 1992-05-25 | Drive controller circuit for ultrasonic motor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05328759A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1441398A1 (en) * | 2003-01-27 | 2004-07-28 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Piezoelectric drive system and control method for a piezoelectric drive system |
| US7352108B2 (en) | 2001-11-29 | 2008-04-01 | Koninklijke Philips Electronics, N.V. | Piezoelectric driving device and a regulation method for a piezoelectric driving device |
-
1992
- 1992-05-25 JP JP4132889A patent/JPH05328759A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7352108B2 (en) | 2001-11-29 | 2008-04-01 | Koninklijke Philips Electronics, N.V. | Piezoelectric driving device and a regulation method for a piezoelectric driving device |
| EP1441398A1 (en) * | 2003-01-27 | 2004-07-28 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Piezoelectric drive system and control method for a piezoelectric drive system |
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