奈米級精密定位驅動裝置
專利名稱
線型壓電陶瓷馬達諧振驅動電路
專利證書號
170665、197634、271024
專利權人
元智大學
專利國家
台灣,
需求項目
技術授權, 專利授權
人氣指數
5578
專利商品特色: 專利商品技術說明:
由於奈米科技之發達,壓電陶瓷材料之逆壓電效應可達到奈米級精密定位,未來有逐漸取代傳統驅動器之趨勢,線型壓電陶瓷馬達為壓電陶瓷材料應用之一,一般以超音波驅動,藉由壓電陶瓷變形造成的彈性振動以得到驅動力,再利用此驅動力使得移動平臺運動,且由於具有體積小、安靜、低速高推力及無傳統電磁馬達之電磁干擾問題等優點,使之廣泛於工業應用,特別是應用於高精度之微機電直線運動控制。未來在自動化、機械手臂、視聽音響元件、照相機,以及其它光學儀器、雙軸繪圖機等之應用均具有相當大的潛力。因為其運轉時極安靜,未來亦相當適合應用在OA及AV機器上。另外,一些高磁場的場合,例如有應用核磁共振裝置的設備,電腦斷層掃描醫療機器等,它的周邊制動裝置,均極適合應用線型壓電陶瓷馬達來達成。元智大學有關壓電驅動技術專利,包含高階諧振驅動架構(中華民國發明專利第170665號)、能量反饋混合型諧振驅動架構(中華民國發明專利第197634號)以及高增益諧振驅動架構(中華民國發明專利第I271024號),其創新前瞻之處在於改善傳統串聯諧振電路於諧振頻率時,電壓增益易受品質因數變化影響之缺失,亦可提供較為完善之動態響應特性,有助於工業界諧振驅動技術之提升。
1.專利名稱:線型壓電陶瓷馬達之高階共振驅動電路

專利摘要:本發明主旨在運用LLCC共振技術,以設計線型壓電陶瓷馬達(LPCM)之高階共振驅動電路。LPCM一般以超音波驅動,且由於具有體積小、安靜、高保持力、低速高驅動力及無傳統電磁馬達之電磁干擾問題等優點,使之廣泛於工業應用。LPCM的動態特性及馬達參數為非線性且時變,因此驅動電路採LLCC共振技術並操控在幾何頻率(geometry frequency),以克服時變系統之參數及負載變化所造成的影響。本發明由推挽式直流電源換流器及LLCC共振反流器組成,以產生固定頻率且振幅可控之正弦波電壓,達成穩定控制線型壓電陶瓷馬達之速度。本發明之特徵:(1)應用高階LLCC共振理論中幾何頻率之特性製作成驅動電路;(2)開關元件具柔性切換,輸出效率高且架構簡單;(3)正弦電壓波形,無諧波及電磁干擾問題;(4)在無回授控制下,負載裝置從無載、滿載至堵住試驗,輸出電壓變動在1伏特之內。

2.專利名稱:利用能量反饋技術之線型壓電陶瓷馬達混合型諧振驅動電路

專利摘要:本發明應用電力電子理論之諧振及能量反饋技術,提出一利用能量反饋技術之線型壓電陶瓷馬達(LPCM)混合型諧振驅動電路分析與設計,以產生穩定高頻交流正弦驅動電壓源。一般LPCM可控電壓範圍高達150~300V,其動態特性及馬達參數為非線性時變且易受不同操作條件之影響。本發明主旨在設計以高電壓增益之串聯諧振,以及具能量反饋技術之高階LLCC諧振組成混合型諧振電路,降低時變動態特性對整個系統的影響程度。LPCM之速度命令,控制升壓式直流電源換流器之輸出直流電壓值;串聯諧振反流器之高電壓增益特性,可將前述直流電壓轉換至所需可控交流電壓;高階LLCC諧振搭配反饋技術,確保交流電壓與直流電壓增益維持定值,獲得穩定輸出電壓,同時改善因反饋電流所產生波形失真,以及降低相對於串聯諧振槽之負載效應。

3.專利名稱:發展高增益六階諧振技術應用於線型壓電陶瓷馬達驅動電路

專利摘要:本發明應用電力電子之LC諧振,提出由三組電感及電容元件所組成之高增益六階諧振電路架構,產生穩定高頻交流正弦電壓,用於驅動線型壓電陶瓷馬達。一般線型壓電陶瓷馬達可控電壓範圍高達150~300伏特,其動態特性及馬達參數為非線性時變且易受不同操作條件所影響。本發明之前級電路為二階LC電流源並聯諧振反流器,由輸入方波電流產生高增益交流三角波電壓,同時利用能量反饋技術,使之維持定值,再經由後級四階的LLCC諧振電路,以操作在創新發現兩個幾何頻率中間高增益特性,產生純正弦電壓波形,該性能優於四階LLCC諧振電路,其特徵如下:(1)電壓增益高於四階(含)以下任何諧振電路,且架構簡單,僅需3個功率半導體開關;(2)無波形失真問題,輸出為一具低諧波量之正弦電壓;(3)利用能量反饋解決使用六階諧振高增益之負載效應,增進系統穩定度,同時不會造成輸出電壓波形失真。



聯繫方式 聯絡人: 魏榮宗 教授 電話: 03-4638800#2429 行動: 0935636806
地址: 320 ...<略>
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