• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2003년도 춘계전력전자학술대회 논문집(1)
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• pp.146-149
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• 2003

To control the position, velocity and torque of the ultrasonic motor, a great variety of method are proposed such as the amplitude, phase difference, frequency and so on. In the case of phase difference method, it has some advantages: it can control the direction and velocity of rotation only adjusting the phase difference and it has wide control-band. During the USM driving on adjusting phase difference, its characteristic was transformed by the change of resonance-frequency of stator, which means that the resonance frequency is different according to the phase difference. Consequently, we need to set up the most suitable driving frequency according to each phase difference.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2007년도 제38회 하계학술대회
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• pp.866-867
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• 2007

최근의 소형화 추세에 따라 소형 액추에이터에 대한 수요가 늘고 있다. 여러 가지 액추에이터 중 특히 초음파 모터(USM)는 소형화하기에 용이한 특성을 가지고 있다. 지금까지 USM의 contact mechanism에 대한 수많은 연구가 있었지만, 아직 확립된 해석방법이 존재하지 않는다. 본 논문에서는 수치적 방법과 해석적 방법을 결합하여 지름 9[mm]의 링타입 회전형 초음파 모터(RUSM)를 분석하였다. 이 방법을 사용함으로써 모터의 특성을 쉽고 빠르고 정확하게 분석할 수 있다. 분석된 결과는 실험 결과와 비교함으로써 검증하였다.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제1권2호
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• pp.241-245
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• 2006

In this paper, the design and characteristics of a $\pi-shaped$ ultrasonic motor that is applicable to optical zoom operation of a lens system for mobile phones are investigated. Its design and simulation of performances are carried out by FEM (finite element method) commercial software. As a simulation result, by applying voltage with single phase, a combined vibration is produced at the surface of a stator arm. A prototype of the motor is fabricated and its outer size is $8*4*2mm^3$ including the cylindrical steel rod of 2 mm in diameter as the rotor. The motor exhibits a maximum speed of 500 rpm and a power consumption of 0.3 W when driven at 20 Vpp and 64 kHz.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.109-109
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• 2009

This paper represented driving characteristic of a thin-type ultrasonic motor by fabricating and utilizing two kinds of drivers which could generate sinusoidal wave, square wave, respectively. A thin brass plate was used as a cross shaped vibrator and sixteen ceramic plates were attached on upper and bottom side of the brass plate. From the thin stator, elliptical displacements of the four contact tips were obtained. Speed, torque, and current were measured by applying sinusoidal waves through driving equipment such as function generator, power amplifier: to measure characteristic of the motor. As a result, the speed and the torque changed linearly at either driving frequency of 88.6 ~ 87.6[kHz] or voltage of 24~36[V]. Two-drivers which generate sinusoidal waves and square waves were designed respectively, and then were compared through some experiments in order to be put to practical use. In conclusion, the drivers had similar characteristic of speed-torque at similar frequency and voltage. It was able to control the motor linearly by using the driver generating square wave among two-drivers. Besides, it also was possible to make the drivers smaller.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제24권9호
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• pp.733-738
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• 2011

A novel design of a simple square-frame USM (ultrasonic motor) was proposed. The stator of the motor consists of a square-frame shape elastic body and four rectangular plate ceramics. The four ceramics were attached to inner surfaces of the square frame elastic body. The same phase voltages were applied to the ceramics on horizontal surfaces, and 90 degree phase difference voltage were applied to the ceramics on vertical surfaces. To find a model that generates elliptical motion at outside of the stator, the finite element analysis program ATILA was used. The analyzed results were compared to the experimental results. As result, the model EL10EH3ET0.5CL4 which generates the maximum elliptical displacement was chosen by analyzing the resonance mode according to changes in frequency.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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• pp.193-193
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• 2009

Thin-type 초음파모터의 구조는 크로스형태의 앓은 스테이터에 윗면과 아랫면에 각각 8개의 압전세라믹이 부착된 형태이고, 압전세라믹의 분극방향은 로터와 접촉하는 스테이터의 중심부인 네 개의 타점에서 순차적인 타원변위가 생성되도록 결정된다. 유한요소해석프로그램인 ATILA 5.2.4를 사용하여 형태, 길이, 두께, 스테이터 재질, 클램프특성이 최적 설계된 모델을 제작하였고, 푸쉬풀 게이지, x-y 스테이지, rpm 메터, 토크 게이지, 맨코더, AD컨버터를 이용하여 피드백 제어 구동시스템을 구성하였다. 그림 I은 마이크로컨트롤러 (ATmega)와 피드백회로를 이용한 구동 드라이버를 보여준다. 한 주기에서 1/4분주의 순차적인 네 개의 구형파를 생성하고, 이를 push-pull회로를 통하여 90도의 위상차가 나는 정현파를 생성하여 초음파 모터의 구동전원으로 사용한다. 피드백 회로인 엔코더와 AD 컨버터는 초음파모터의 속도를 피드백하여 정속도 운전을 위한 전압제어에 사용되었다. 특성 측정 결과, 제품화된 드라이버와 비교하여 큰 차이를 보이지 않았고 피드백 회로를 통하여 부하변화에 따른 속도의 극심한 변화를 0.2~0.4[N]의 범위에서 정속도 운전이 가능하였으며, 장시간의 운전에도 온도 및 속도특성이 안정적임을 확인하였다.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제1권1호
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• pp.101-105
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• 2006

In this paper, a disk-type ultrasonic motor using a combination of radial and bending vibration modes is newly designed and fabricated. The characteristics of the test motor are also measured. By means of traveling elastic wave induced at the surface of circumference of the elastic disk, a steel bar in contact with the surface of circumference of the elastic disk bonded onto the piezoelectric ceramic disks is driven in both directions by changing the sine and cosine voltage inputs. The stator of the motor is composed of two sheets of piezoelectric ceramic disks to bond onto both surfaces of an elastic disk, respectively. As a result, the diameter of the elastic body is increased and the resonant frequency is decreased. The resonant frequency of the stator is about 92 kHz, which is composed with piezoelectric ceramic disks of 28 mm in diameter and 2 mm in thickness, and an elastic body of 32 mm in diameter and 2 mm in thickness. A driving voltage of 20 VPP Produces 200 rpm with a torque of 1Nm and an efficiency of about 10%.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2007년도 Techno-Fair 및 추계학술대회 논문집 전기물성,응용부문
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• pp.96-97
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• 2007

A stator of ultrasonic motor of high torque with a new configuration is proposed. The stator designed newly is two sided vibrator consisting of toothed metal disk with piezoelectric ceramic ring bonded on both face of disk. which generates a flexural traveling wave along the circumference of disk. it produces a large vibrating force and amplitude because the vibrator is sandwiched by two piezoelectric ring. The finite element method was used to compute the vibration mode of the stator with a outer diameter of 48mm. A 6th vibration mode was chosen as operation mode with resonance frequency about 72kHz. According to the design, the prototype stator was fabricated and its performance was measured.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.282-283
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• 2007

압전소자의 초음파 진동을 구동원으로 하는 초음파 모터의 토오크 특성을 개선하기 위하여 양면 Teeth 구조를 가지는 진행파 여진용 고정자를 설계하고, 이를 유한요소해석 프로그램 ATILA-GID를 이용하여 변위분포를 해석하였다. 한 면에만 Teeth 구조를 가지는 기존의 고정자를 이용한 초음파 모터가 소형화, 제한된 토오크 응용분야에 있어서 Direct drive actuation을 위한 발판을 마련해 주었다면, 본 연구에서 제안하는 양면 Teeth 구조의 고정자는 토오크와 효율, 출력특성의 개선과 함께 구조적인 특성에서 기인하는 온도 안정성에 의하여 그 응용분야의 확대를 기대할 수 있다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.51-51
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• 2009

Thin Cross 초음파모터의 구조는 그림 1(a)와 같이 크로스형태의 얇은 스테이터에 윗면과 아랫면에 각각 8개의 압전세라믹이 부착된 형태이다. 압전세라믹의 분극방향은 로터와 접촉하는 스테이터의 중심부인 네 개의 타 점에서 순차적인 타원변위가 생성되도록 결정된다. 유한요소해석프로그램인 ATILA 5.2.4를 사용하여 최적설계된 모델을 제작하였고, 푸쉬풀 게이지, x-y 스테이지, rpm 메타, 토크 게이지를 이용하여 구동시스템을 구성하였다. 그림 1(b)는 마이크로컨트롤러(ATmega)를 이용한 구동 드라이버를 보여준다. 한 주기에서 1/4분주의 순차적인 네 개 의 구형파를 생성하고, 이를 push-pull회로를 통하여 90도의 위상차가 나는 정현파를 생성하여 초음파 모터의 구동 전원으로 사용한다. 피드백 회로인 맨코더와 AD 컨버터는 정속도 운전을 위해서 사용되었다. 제안된 구동드라이버를 이용하여 측정한 결과, 기존의 제품화된 드라이버와 비교하여도 특성의 큰 차이를 보이지 않았으며 피드백 회로를 통하여 부하변화에 따른 속도의 극심한 변화를 비교적 안정화 시킬 수 있었다. 입력전압을 증가시킬수록 속도는 선형적인 증가를 보였고 토크는 이와 반대로 감소하는 특성을 보였다. 피드백 제어회로가 없는 경우에는 프리로드 변화에 따른 극심한 속도 변화를 보였고, 피드백 제어를 하였을 경우에는 0.2~0.4[N]의 범위에서 정속도 운전이 가능함을 확인하였으며, 장시간의 운전에도 온도 및 속도특성이 안정적인 특성을 보였다.