[发明专利]超声波电机的驱动装置及方法

说明书

本申请公开了一种超声波电机的驱动装置及驱动方法，驱动装置包括：控制器，用于在电机的工作模式下根据与目标转速对应的预设电压信号提供与驱动频率对应的控制电压；处理器，与控制器连接，并根据控制电压生成对应的驱动信号，进而基于驱动信号驱动电机，目标转速位于低转速区间，对应的驱动频率随时间呈正弦波形变化。本申请在低转速工作模式下提供随时间变化呈正弦波形波动的驱动频率所对应的驱动信号驱动电机，以使电机的转子启停瞬间缓慢变化，进而抑制电机的转子所产生的噪音。

技术领域

本发明涉及电机驱动技术领域，特别地，涉及一种超声波电机的驱动装置及方法。

背景技术

超声波电机利用逆压电效应或电致伸缩效应使得电机的定子在超声频段产生微观机械振动，并将这种振动通过共振放大和摩擦耦合变换成旋转或直线型运动。与传统电机相比，超声波电机具有以下特点：低速大力矩输出、启停控制性好、能直接驱动、精确定位、噪音小，不受电磁干扰等等。

目前超声波电机在低转速环境下工作时，超声波电机的驱动频率会偏离谐振点，造成超声波电机功率降低，扭矩降低。目前采用的PWM模式调速会使得超声波电机不断地瞬间启动瞬间停止，会造成超声波电机的转子启停瞬间振幅变化幅度过大以产生较大噪声。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种超声波电机的驱动装置及方法，以解决电机调速、低转速驱动存在噪声的技术问题，从而进一步提高了超声波电机的稳定性。

根据本发明的一方面，提供一种超声波电机的驱动装置，包括：控制器，用于在电机的工作模式下根据与目标转速对应的预设电压信号提供与驱动频率对应的控制电压；

处理器，与所述控制器连接，并根据所述控制电压生成对应的驱动信号，进而基于所述驱动信号驱动所述电机，

其中，所述目标转速位于低转速区间时，所述驱动频率随时间呈正弦波形变化。

可选地，所述目标转速位于高转速区间时，对应的所述驱动频率为定值。

可选地，所述控制器还用于在电机的启动模式下提供控制电压，所述处理器基于所述控制电压生成对应的驱动信号，进而软启动所述电机，并在软启动后以目标转速工作。

可选地，所述启动频率随时间变化而逐渐降低至所述目标转速对应的驱动频率的下限值。

可选地，还包括：

调速器，基于所述目标转速提供所述预设电压信号，并将所述预设电压信号提供至所述控制器。

可选地，所述控制器包括：

控制单元，用于存储预设启动时间及启动频率，基于使能信号和预设启动时间判断所述电机处于所述启动模式或者所述工作模式；

第一运算单元，与所述控制单元连接，在所述启动模式下接收所述启动频率，在所述工作模式下根据所述预设电压信号获取所述驱动频率的上限值和下限值，并产生对应的所述驱动频率；以及

第二运算单元，与所述第一运算单元连接，并基于所述驱动频率及所述启动频率提供对应的所述控制电压，其中，所述控制电压与频率值正相关。

可选地，所述目标转速位于低转速区间时，所述驱动频率的上限值和下限值不相等，对应的所述第二运算单元提供的所述控制电压为具有直流分量的交流电压。

可选地，所述目标转速位于高转速区间时，所述驱动频率的上限值和下限值相等，对应的所述第二运算单元提供的所述控制电压为直流电压。

可选地，所述处理器包括：

信号发生单元，与所述控制器连接并基于所述控制电压转换得到基础频率信号；

分频单元，与所述信号发生单元连接，将所述基础频率信号分频处理以输出四路分频信号；以及