[发明专利]一种三相直线型静电电机及控制方法有效
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 | ||
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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