[发明专利]一种三相直线型静电电机及控制方法有效

专利信息
申请号: 202010257662.2 申请日: 2020-04-03
公开(公告)号: CN111313740B 公开(公告)日: 2021-09-07
发明(设计)人: 李华峰;王伊凡 申请(专利权)人: 南京航空航天大学
主分类号: H02N1/00 分类号: H02N1/00
代理公司: 北京东方盛凡知识产权代理事务所(普通合伙) 11562 代理人: 张雪
地址: 210016*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 一种 三相 线型 静电 电机 控制 方法
【权利要求书】:

1.一种三相直线型静电电机,包括定子板、动子板,其特征在于:还包括驱动电路、电源,所述定子板与动子板之间填充绝缘液,所述定子板、动子板的表面上均蚀刻有若干根铜电极,所述定子板上的电极数目大于动子板上的电极数目,所述定子板的电极施加三相方波驱动电压,所述动子板的电极施加稳恒驱动电压;

所述驱动电路采用三相方波半桥驱动电路,所述驱动电路包括单片机、驱动芯片、半桥驱动电路;

所述单片机的定时器通道按照一定的时序输出PWM波,用以控制半桥驱动电路中的MOS场效应管的开通和关断;所述驱动芯片将单片机输出的PWM信号放大成电信号;所述半桥驱动电路在PWM波的控制下用于将三相方波电信号输出给定子板;

所述电源采用1kV的高压直流电;

三相直线型静电电机的控制方法,包括如下步骤:

电机接收到一次驱动电压信号,静电力驱动动子板滑动半个极距长度;

在运动过程中动子板电极通电电压Us1与Us2始终保持不变,定子板电极的通电电压Ua、Ub和Uc随动子板位置而变化;

通过平衡点处定子板电压的换相,动子板获得持续同方向的力;

所述动子电极极距为定子电极极距的1.5倍;

电机空间一个周期的结构包括动子板的4根电极与定子板的6根电极,所述定子板的6根电极两两相连接成三相,动子板的4根电极两两相连接成两相。

2.根据权利要求1所述的三相直线型静电电机,其特征在于:定子板、动子板由介电常数大于1的介电材料制成。

3.根据权利要求1所述的三相直线型静电电机的控制方法,其特征在于:动子板受到的推力大小能通过电机的总静电能对位移的微分得到,将电机的系统能量转换为对电荷量的测量,将带电量转化为电流的积分,由此将对带电量的测量转化为对流经电机电流的测量;将电流检测电路测量到的电流数据传送给积分器,对电流进行积分得到电量值传送给单片机进行判断。

4.根据权利要求3所述的三相直线型静电电机的控制方法,其特征在于:电机的系统能量转换为对电荷量的测量Wc的公式为:

其中,Q为通电电极的带电量,U为电极的带电电压。

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