摘要:针对直线超声电机参数时变性以及驱动电压谐波影响其运行稳定性的问题,通过设计两电感-两电容(简称LLCC)谐振网络拓扑及优化其输出电压总谐波畸变率(total harmonic distortion, 简称THD)的方法,提升了电机运行稳定性。首先,采用考虑定/动子接触状态下的等效电路模型,推导出LLCC阻抗匹配的计算公式,引入补偿电容改善阻抗匹配的弹性裕度与稳定性;其次,探讨了谐振点附近的LLCC匹配电路滤波特性,推导出输出电压THD与LLCC谐振电路参数的数学关系,分析了变压器寄生参数对LLCC谐振电路的影响,并提出以正弦输出电压THD 值为主要指标的LLCC 谐振电路优化设计方法;最后,设计了V型直线超声电机的LLCC谐振驱动器。实验结果表明:谐振网络中串、并联电容的比值决定输出电压幅值增益水平、THD和串联电容两端电压峰值,且前两者相互制衡;并联电感值为软开关特性的主要决定因素;驱动电压THD值控制在3%以内,相比优化前提升了70%以上。