[发明专利]非对称陶瓷分区的空间调相环形行波超声波电机及其控制方法

摘要

本发明提供一种非对称陶瓷分区的空间调相环形行波超声波电机及其控制方法，压电陶瓷包括A1区压电陶瓷、A2区压电陶瓷、B3区压电陶瓷和B4区压电陶瓷，各区陶瓷在空间上各占据两个波长，A1、B4区压电陶瓷具有相同的空间相位，A2、B3区压电陶瓷具有相同的空间相位，压电陶瓷的每个极化分区的宽度为二分之一波长，按逆时针方向，任意三个压电陶瓷分区的极化方向依次按“+－+－”排列，另一个压电陶瓷分区的极化方向依次按“－+－+”排列；该电机及其控制方法具有传统的细分陶瓷结构的空间调相环形行波超声波电机的全部功能和优点，且压电陶瓷的每个极化分区更宽，各区压电陶瓷的所有极化分区在空间上保持连续，加工和制作更为方便和精确。

主权项

1.一种非对称陶瓷分区的空间调相环形行波超声波电机的控制方法，其特征在于：非对称陶瓷分区的空间调相环形行波超声波电机包括压电陶瓷，所述压电陶瓷包括A1区压电陶瓷、A2区压电陶瓷、B3区压电陶瓷和B4区压电陶瓷，各区陶瓷在空间上各占据两个波长，A1区压电陶瓷和B4区压电陶瓷具有相同的空间相位，A2区压电陶瓷和B3区压电陶瓷具有相同的空间相位，A1区压电陶瓷和A2区压电陶瓷在空间上相差四分之一波长，B3区压电陶瓷和B4区压电陶瓷在空间上相差四分之一波长，压电陶瓷的每个极化分区的宽度为二分之一波长，按逆时针方向，任意三个压电陶瓷分区的极化方向依次按“+－+－”排列，另一个压电陶瓷分区的极化方向依次按“－+－+”排列，“+”表示正向极化，“－”表示反向极化，对极化的正方向可自由定义，仅要求其垂直于陶瓷平面即可；A1、A2区压电陶瓷上施加相同时间相位，不同幅值的电源一、电源二；B3、B4区压电陶瓷上施加相同时间相位，不同幅值的电源三、电源四；A1、A2区压电陶瓷上施加的电源与B3、B4区压电陶瓷上施加的电源在时间相位上相差π/2恒定；A1、B4区压电陶瓷上施加的电源具有相同幅值；A2、B3区压电陶瓷上施加的电源具有相同幅值；设定a为电源一和电源四的电压幅值，b为电源二和电源三的电压幅值，θ反应两个不同时间相位的驻波在空间“移动”的角度，与电源幅值a、b有关，满足：改变电源幅值a、b的大小关系，实现改变两个不同时间相位的驻波在空间“移动”的角度θ，进而改变电机定子中行波分量和驻波分量的比值关系，实现空间调相控制。