1-1前言一般人所能夠感受到聲音的頻率約介於5H2-20KHz，超音波（Ultrasonic wave）即爲頻率超過20KHz以上的音波或機械振動，因此超音波馬達就是利用超音波的彈性振動頻率所構成的制動力。超音波馬達的內部主要是以壓電陶瓷材料作爲激發源，其成份是由鉛（Pb）、結（Zr）及鈦（Ti）的氧化物皓鈦酸鉛（Lead zirconate titanate，PZT）製成的。將歷電材料上下方各黏接彈性體，如銅或不銹鋼，並施以交流電壓於壓電陶瓷材料作爲驅動源，以激振彈性體，稱此結構爲定子（Stator），將其用彈簧與轉子Rotor）接觸，將所産生摩擦力來驅使轉子轉動，由於壓電材料的驅動能量很大，並足以抗衡轉子與定子間的正向力，雖然伸縮振幅大小僅有數徵米（um）的程度，但因每秒之伸縮達數十萬次，所以相較於同型的電磁式馬達的驅動能量要大的許多。超音波馬達的優點爲：1，轉子慣性小、響應時間短、速度範圍大。2，低轉速可產生高轉矩及高轉換效率。3，不受磁場作用的影響。4，構造簡單，體積大小可控制。5，不須經過齒輸作減速機構，故較爲安靜。實際應用上，超音波馬達具有不同於傳統電磁式馬達的特性，因此在不適合應用傳統馬達的場合，例如：間歇性運動的裝置、空間或形狀受到限制的場所；另外包括一些高磁場的場合，如核磁共振裝置、斷層掃描儀器等。所以未來在自動化設備、視聽音響、照相機及光學儀器等皆可應用超音波馬達來取代。
標簽： 超聲波電機
上傳時間： 2022-06-17
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【摘要】數字化技術隨著低成本、高性能控制芯片的出現而快速發展，同時也推動著開關電源向數字控制發展。文章利用一款新型數字信號控制器（DSC）ADP32，完成了基于DSC的數字電源應用研究，本文提供了DC/DC変換器的完整數字控制解決方案，數字PID樸償技米，精確時序的同步整流技術，以及PWM控制信號的產生等，最后用一臺200w樣機驗證了數字控制的系統性能。【關鍵詞】數字信號控制器；同步整流；PID控制；數字拉制1引言隨著半導體行業的快速發展，低成本、高性能的DSC控制器不斷出現，基于DSC控制的數字電源越來越備受關注，目前“綠色能源”、“能源之心”等概念的提出，數字控制的模塊電源具有高效率、高功率密度等諸多優點，逐漸成為電源技術的研究熱點.數字電源（digital powerspply）是一種以數字信號處理器（DSP）或微控制器（MCU）為核心，將數字電源驅動器、PWM控制器等作為控制對象，能實現控制、管理、監測功能的電源產品。具有可以在一個標準化的硬件平臺上，通過更新軟件滿足不同的需求".ADP32是一款集實時處理（DSP）與控制（MCU）外設功能與一體的數字信號控制器，不但可以簡化電路設計，還能快速有效實現各種復雜的控制算法。2數字電源系統設計2.1數字電源硬件框圖主功率回路是雙管正激DCDC變換器，其控制方式為脈沖寬度調制（PWM），主要由功率管Q1/Q2、續流二極管D1/D2、高頻變壓器、輸出同步整流器、LC濾波器組成。
標簽： 數字電源
上傳時間： 2022-06-18
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超聲波電機利用壓電陶瓷的逆壓電效應，將電能轉變為機械振動，再通過摩擦作用將機械振動轉變為電機的旋轉（直線）運動，進而驅動負載。壓電陶瓷作為超聲波電機的振動發生器件，其性能的優劣直接影響到電機的輸出性能。本文采用傳統的固相反應法制備P-41和PMnS-PZN-PZT壓電陶瓷，研究壓電阿瓷在行被型超聲波電機中的應用及壓電性能對電機性能的影響.研究了P41和PMns-PZN-PZT壓電陶瓷材料的結構、性能、頻率溫度穩定性及極化方式對壓電陶瓷性能的影響。結果表明，這兩種材料都具有較好的介電溫度穩定性，P41具有明顯的鐵電體相變特點，PMns-PZN-PZT具有她豫-鐵電體相變特點。采用同時同向一次極化工藝改善了二次極化工藝所遺留的各極化區域ds不均勻、分區界面應力的存在導致的性能不穩定性，同時縮短了極化時間，提高了超聲波電機的輸出性能.P-41陶的極化采件為3kV/mm，120 ℃極化15 min，PMnS-PZN-PZT陶瓷的極化條件為3.5 kV/mm.140℃極化15 min.研究了P-41和PMnS-PZN-PZT壓電陶瓷的性能與超聲波電機性能的相關性，探討了電機的導納、負載、啟動與關斷和溫度特性。結果表明，電機具有較好的瞬態特性，啟動時間ams，關斷時間<l ms.采用P-41壓電陶瓷電機的啟動與關斷速度比PMnS-PZIN-PZT壓電陶登電機的快，與P41壓電陶瓷具有非弛豫相變特點有關，說明P41壓電陶瓷比較適用于需要反復開關的超聲電機.同時，P41電機的Qm較小而Aar比較大（TRUM-60 1型電機），具有較好的負載驅動能力。電機的表面溫度隨運轉時間的延長迅速升高，最終在某一溫度下穩定運轉，采用PMnS-PZN-PZT壓電陶瓷電機的表面溫度明顯低于采用P41壓電陶瓷的電機（TRLIM6011電機），與PMnS-PZN-PZT壓電陶瓷具有非常低的介電損耗有關，因此這種材料比較適用于需要長時間運轉的超聲波電機。預壓力對電機的性能影響很大，不同尺寸電機具有不同的驅動性能.
上傳時間： 2022-06-18
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超聲波是一種能量存在的方式，超聲波通過高頻的振動作用于水介質，從而產生超聲空化效應，這種空化效應已經在超聲波清洗中得到應用，或者超聲波作用于傳聲媒介當中，能夠引起媒介之間發生不同的效應，已經在基礎學科研究和工程應用開發都表示出非常廣闊的應用前景[12]。按照超聲波研究內容上劃分，可以分為功率超聲和檢測超聲兩大領域Bl]。檢測超聲是工業及醫學檢查的一種方法之一，也被認為是弱超聲的“被動應用”，功率超聲主要是通過超聲接觸對接觸面進行高頻的振動摩擦，以改變介質的一些特性，所以功率超聲也被稱為“主動應用”[]。本課題主要是針對功率超聲波換能器進行研究。超聲波的產生主要依靠的是超聲波換能器。超聲波換能器是一種能夠進行機、電能量或者聲、電能量轉換的器件。對于功率超聲換能器而言，換能器通過壓電材料的壓電效應將輸入的高頻電能轉換成高頻振動的機械能量。換能器的種類有很多，應用的領域也不相同，如磁致伸縮超聲換能器間，壓電陶瓷換能器等等。目前研究最為廣泛的是壓電陶瓷換能器，壓電陶瓷換能器是依靠壓電陶瓷的壓電效應及逆壓電效應來實現能量的轉換。壓電陶瓷的壓電效應是由它的內部結構引起的，壓電材料主要有鈦酸鋇、錯鈦酸鉛、偏銳酸鉛、銳酸鉀鈉、鈦酸鉛等]。這些電介質在某一恰當的方向施加一定的外力時，會引起內部電極分布狀態發生改變，在介質的相對表面上會出現和外力成正比且極性相反的帶電電荷，這種由外力引起的電介質的現象叫做壓電效應則。相反，若在電介質上某一恰當的方向加上一定強度的外電場時，會引起電介質內部電極分布發生相應的變化，從而產生和外電場強度成正比的應變效應，這種由于外電場引起的電介質的應變現象叫做逆壓電效應]。功率超聲換能是超聲學領域中一個重要的分支學科。本課題主要針對壓電陶瓷式功率超聲波換能器展開研究。20世紀初期超聲波技術開始出現，而我國50年代才開始進行大功率超聲的研究[]。隨著科學技術的發展特別是電子技術的發展，如單片機、DSP、FPFA等微處理器得快速發展，微處理器功能越來越強大，運算速度越來也快，以及IGBT、MOSFET等功率器件的快速發展，功率器件的容量不斷的增加，響應速度不斷的提高。對超聲波發生器的要求也越來越高，體積越來越小，功能越來越強大，越來越智能，可靠性進一步提高。
標簽： 超聲波換能器
上傳時間： 2022-06-18
上傳用戶：shjgzh
在液體中發射足夠大的超聲波能量，液體會產生“空化效應”。“空化效應”是將超聲頻的振動加到清洗液中，液體內部會產生拉伸和壓縮現象，液體拉伸時會產生氣泡，液體壓縮時氣泡會被壓碎破裂。超聲波清洗的原理就是在清洗液中產生“空化效應”，氣泡的產生與破裂產生強大的機械沖擊力，用以清除物體表面的雜質、污垢和油膩。超聲波清洗機的清洗速度快，可提高生產效率；操作實現自動化，不須人手接觸清洗液，安全可靠，且節省人力；微小的氣泡可以到達特殊造型的零部件深處，對深孔、細縫和工件隱蔽處亦可清洗干凈，所以超聲清洗應用更為廣泛；清洗效果好，清潔度高且全部工件清潔度一致，實驗顯示，利用超聲波清洗技術，可得到比風吹、浸潤、蒸汽和刷子清洗更好的清洗效果。使用超聲波達到清洗目的，需要有容器與清洗液、超聲波換能器、超聲波電源。超聲波換能器是產生超聲場的部件，超聲波電源用以驅動超聲波換能器，向其提供能量，使之產生超聲場。通常的超聲波清洗機是在匹配電路上加占空比為50%的交流方波信號。本設計采用頻率自動跟蹤的方式來使超聲波換能器處于諧振，滿足超聲波電源與超聲波換能器工作在最佳狀態，使得整機達到最佳工作效率。功率檢測電路調節脈沖電壓的脈寬來改變超聲波發生器的輸出功率，以實現功率恒定。本文結合超聲波電源發展的現狀，并針對超聲波清洗機對超聲波電源的具體要求，提出了電源主電路和控制電路基本結構方案。并對電源的主電路和控制電路進行了理論設計和參數估算。設計了整流濾波電路、移相全橋變換器電路、功率控制電路、頻率跟蹤電路、匹配電路、驅動和保護電路等。文中還介紹了移相全橋的特點，具體分析了移相全橋變換的工作過程，并對移相全橋電路進行了相應的參數設計。文章最后應用PSPICE軟件對整個系統進行了仿真分析，對理論設計進行修正。結果表明系統設計可行，性能指標基本可以滿足設計要求。
上傳時間： 2022-06-18
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本文在分析了中大功率IGBT特性、工作原理及其驅動電路原理和要求的基礎上，對EXB841，M57962AL，2SD315A等幾種驅動電路的工作特性進行了比較。并針對用于輕合金表面防護處理的特種脈沖電源主功率開關器件驅動電路運行中存在的問題對驅動電路提出了功能改進和擴展方案，進行了實驗調試，并成功地應用于不同功率容量1GBT模塊的驅動，運行情況良好，提高了電源的可靠性。針對電源設備的進一步功率擴容要求，采用IGBT模塊串、并聯運行方案。對并聯模塊的均流、同步觸發、散熱、布局、布線等問題進行了詳細的分析和討論，同時也討論了串聯模塊的均壓、驅動等問題，并用仿真電路對串并聯模塊的工作特性進行了仿真分析。最后將IGBT串并聯方案成功地應用于表面處理特種電源中，實際運行表明1GBT模塊的串并聯擴容是可行的。關鍵i：IGBT，驅，串聯，并聯功率開關器件在電力電子設備中占據核心的位置，它的可靠工作是整個裝置正常運行的基本條件。[1）在主電路拓撲設計和功率開關器件選取合理的前提下，如何可靠地驅動和保護主開關器件顯得十分關鍵。功率開關器件的驅動電路是主電路與控制電路之間的接口，是電力電子裝置的重要部分，對整個設備的性能有很大的影響，其作用是將控制回路輸出的PWM脈沖放大到足以驅動功率開關器件。簡而言之，驅動電路的基本任務就是將控制電路傳來的信號，轉換為加在器件控制端和公共端之間的可以使其導通和關斷的信號。同樣的器件，采用不同的驅動電路將得到不同的開關特性。采用性能良好的驅動電路可以使功率開關器件工作在比較理想的開關狀態，同時縮短開關時間，減小開關損耗，對裝置的運行效率、可靠性和安全性都有重要的意義。因此驅動電路的優劣直接影響主電路的性能，因此驅動電路的合理化設計顯得越來越重要。
標簽： igbt
上傳時間： 2022-06-19
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人工電磁材料由于其特殊的電磁特性，一直是近幾年的研究熱點。美國Science雜志更將這種材料評為2003年世界十大突破之一。隨著科技和生產技術的提高，電磁材料被應用于各式各樣的電磁器件當中，推動了電磁器件的發展。本文主要運用現有的有限元仿真軟件Comsol，成功設計和仿真了多種電磁器件，討論了電磁材料的電磁特性參數對其性能的影響，并論證了所設計出的電磁器件的有效性和正確性。論文主要內容有以下五部分：首先，對整體的坐標變換理論進行概括，大致介紹了幾種能夠獲取某些電磁材料的坐標變換的方法。隨后介紹了Comsol仿真軟件優勢，及其在電磁器件上的應用。接著，根據不同的坐標變換理論，設計并仿真出了各類電磁器件：包括在一般直角坐標系下的波束分束器，在折疊變換下的外斗篷電磁隱身，和在共形變換下的共形透鏡。論述了這些器件的應用價值。最后，根據倏逝波和金屬表面的等離子共振效應，設計出了鍍金膜錐形光纖傳感，對其傳感性能進行研究，為設計高靈敏度傳感器提供了理論依據。關鍵詞：電磁材料：Comsol：坐標變換；電磁器件區J
上傳時間： 2022-06-19
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代碼跑出來的概率統計問題；程序員的概率統計開心辭典；開放數據集，全代碼攻略。現實工作中，人們常被要求用數據說話。可是，數據自己是不能說話的，只有對它進行可靠分析和深入挖掘才能找到有價值的信息。概率統計是數據分析的通用語言，是大數據時代預測未來的根基。站在時代浪尖上的程序員只有具備統計思維才能掌握數據分析的必殺技。本書正是一本概率統計方面的入門圖書，但視角極為獨特，折射出大數據浪潮的別樣風景。作者將基本的概率統計知識融入Python編程，告訴你如何借助編寫程序，用計算而非數學的方式實現統計分析。一個趣味實例貫穿全書，生動地講解了數據分析的全過程：從采集數據和生成統計量，到識別模式和檢驗假設。一冊在手，讓你輕松掌握分布、概率論、可視化以及其他工具和概念。
上傳時間： 2022-06-21
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超聲波焊接機技術原理超聲波焊接機工作原理是：通過物體上下振動，使焊接件伸縮發熱熔接，其機械原理是：把電能轉化成機械能。當超聲換能器產生的能量傳送到焊區，由于焊區，即兩個焊接的交界面處聲阻大，因此會產生局部高溫。由于塑料導熱性差，熱量聚集在焊區，使兩個塑料的接觸面迅速熔化，加上一定壓力后，使其融合成一體。一、超聲波模治具架設不準確、受力不平均怎么辦？在一般認為超音波作業時，產品與模具表面只要接觸準確就可以得到應該的超聲波焊接機熔接效果，其實這只是表面的看法，超音波既然是摩擦振，就會產生音波傳導的現象我們如果單只觀察硬件（模治具）的穩合程度，而忽略了整合型態的超音波作業方式，必定會產生舍本逐末或誤判的后果，所以在此必須先強調超音波熔接的作業方式是傳導音波，使成振動摩擦轉為熱能而熔接，這時候超音波模治具的穩合程度、產品截面的高低、肉厚、深淺、材質的組織，必定無法是百分之百承受相同的壓力。
上傳時間： 2022-06-21
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IGBT關斷電壓尖峰是其中的主要問題，解決它的最有效方法是采用疊層母線連接器件。針對二極管籍位型三電平拓撲兩個基本強追換流回路，本文用ANSOFT Q3D軟件比較研究了三類適用于多層母線排的疊層方案，并提出了一種新穎的疊層母線分組連接結構，結合特殊設計的吸收電容布局，減小了各IGBT模塊的關斷過沖，省去阻容吸收電路，并優化了高頻電流在不同電容間的分布，抑制電解電容發熱。通過理論計算與仿真兩種方式計算該設計方案的雜散電感，并用實驗加以證實。本文還設計了大面積一體化水冷散熱器，表面可以貼裝15個功率器件和若干傳感器和平衡電阻，采用水冷方式以迅速帶走滿載運行時開關器件的損耗發熱，并能達到結構緊湊和防爆的效果。在散熱器內部設計了細槽水道結構以避開100多個定位螺孔，同時可以獲得更大的熱交換面積。本文分析了SCALE驅動芯片的兩類器件級短路保護原理，并設計了針對兩類保護動作的閾值測試實驗，以確保每個器件在安全范圍內工作；設計了系統控制和三類系統級保護電路：驅動板和控制板的布局布線經過合理安排能在較強的電磁干擾下正常工作。論文最后，在電抗器、電阻器、異步感應電機等不同類型、各功率等級負載下，對變流模塊進行了測試，并解決了直流中點電壓平衡問題。各實驗證實了設計理論并體現了良好的應用效果。
上傳時間： 2022-06-22
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