セルフセンシング静電浮上の研究

自感知静电悬浮研究

基本信息

批准号：
11875056
负责人：
水野毅
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Saitama University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至 2000
项目状态：
已结题

项目摘要

1.静電浮上用ヒステリシスアンプの改良を行った.電圧出力形のパルス幅変調(PWM)アンプにおいて,電圧誤差検出回路にヒステリシス特性を持たせることによって,負荷容量によってスイッチング周波数が変化するアンプが得られる.これまでに試作したヒステリシスアンプでは,スイッチングに伴って生じるチャタリングによる誤スイッチングを避けるため,ヒステリシス幅をかなり大きくする必要があった.今年度の研究では,電圧検出回路を改良することによって,ヒステリシス幅を小さくすることを試みた.2.静電浮上実験装置の試作を行った.試作した装置は,浮上対象物の3自由度を能動的に制御するものである.支持側電極は,4対の電極を持ち,全体で6角形の形状となっている.中央部には,バイアス力を与えるための1対の電極が設けられている.また,浮上対象物の3自由度の運動の制御に用いる3対の電極は,その周りに対称に配置されている.各電極の有効面積は1131mm^2とした.3.上記の4対の電極のうち,1対の電極を用いて,改良したヒステリシスアンプの特性を測定した.具体的には,ヒステリシスアンプへの指令電圧を一定にした状態で,浮上対象物と浮上用電極との間のギャップを変化させてスイッチング周波数を測定した.供給電圧は475V〜550V,指令電圧は240V,ギャップは20μm〜200μmとした.測定の結果,スイッチング周波数はギャップに比例して変化することが確認された.また,アンプへの供給電圧を高くすると,スイッチング周波数も高くなることも確認された.しかしながら,依然,ヒステリシス幅を小さくすると誤スイッチングが発生するという問題があることがわかった.

1.我们改进了静电悬浮用磁滞放大器。通过在电压输出型脉冲宽度调制（PWM）放大器中提供具有磁滞特性的电压误差检测电路，可以创建开关频率根据负载电容而变化的放大器在迄今为止已完成原型设计的磁滞放大器中，磁滞宽度已显着减小，以避免由于切换时发生的颤振而导致错误切换。在今年的研究中，我们尝试通过改进电压检测电路来减小滞后宽度。 2.我们制作了一个静电悬浮实验装置的原型，该原型装置是：该装置主动控制漂浮物体的三个自由度。支撑侧电极有四对电极，整体形状为六边形，中央设有一对电极。用于控制物体三自由度运动的三对电极对称布置在其周围。每个电极的有效面积为1131 mm^2.3，利用一对电极，我们测量了该物体的特性。改进的磁滞放大器。具体来说，随着磁滞放大器的指令电压恒定，我们测量悬浮物体和悬浮电极之间的间隙，通过改变来测量开关频率。电源电压为475V至550V，命令电压为240V，间隙为20μm至200μm。测量结果证实开关频率与间隙成比例变化。此外，放大器的电源电压也被证实增加滞后宽度也会增加开关频率。然而，发现仍然存在当滞后宽度减小时发生错误开关的问题。