Патент ссср 411918

Патент ссср 411918

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОР СХОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4ll9I8

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

М. Кл. В 06d 1/06

Н 03h 5/08

Заявлено 23.Х1 1971 (№ 1717220/18-10) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет—

Опубликовано 25.l.1974. Бюллетень № 3

Дата опубликования описания 2бХ11.1974

Государстоенный комитет

Совета е1инистрое СССР пе делам изоеретеиий и открытий

УДК 534.21(088.8) Автор изобретения

В. П. Миичук

Всесоюзный научно-исследовательский институт организации и механизации шахтного строительства

Заявитель

УЛ ЪТРАЗВУКОВОЙ ГЕ H EPAT0P

Изобретен не oTHocëòcÿ к области акустического приборостроения и предназначено для преобразования электрической энергии в энергию упругих, колебаний.

Известен сравнительно простой,и широко при меняемый ультразвуковой генератор, содержащий коммут и рующий тиристор илн тиратроп, зарядный, резистор и пьезаэле|ктрический лреоб разователь. В этом генераторе формирование электр ически х импульсов возбуждения пьезопреобразователя осуществляется за счет медленного заряда .и быстрого разряда емкости cBAIOTO пьезоцреобразователя.

Возбуждение упругих .колебаний стенок .пьезопреобраз|ователя происходит при,разряде, когда,резко уменьшается напря жение «а обкладwax пьезапреобразователя,и с нимается воздействие элактр ического поля. При этом запасенная потенциальная механическая энергия (энергия упругой деформации) используется на возбуждении свободны c,êoëåoàíèé B пьезопреооразователе, а запасенная электрическая энергия преобразуется в тепловую в элементах цепи, разряда. Беополезпая растрата накапливаемой электрической энергии и лишь разовое в оздействие сил,электрического поля па возбуждение у пругих;колебаний, а также большие потер и энергии на зарядном резисторе являются существенными недостат ками этого ультр а зэу кового ген ер а тор а.

Предложенньш ультразвуковой генератор отличается от,известного тем, что, с целью улучшения условий возбуждения упругих колебаний,и повышения .к.п;д. генератора, в нем

5 коммутирующий тирист ор (ти ратрон) зашунтирован обратно включенными диода ми, а между точкой соединения анода тиристора с катодом, диода и точкой соединения зарядного .резистора с плюсовой обкладкой пьезообразователя включена .индуктивнюсть. Причем период электрических колебаний, разрядного 1 Сконтура составляет 0,75 периода свободных колебаний стоек пьезообразователя.

На фиг. 1 приведена принципиальная элс :.трическая схема предлагаемого ультразвукового генератора; на фиг. 2 — временные диаграммы напряжений и токов в его цепях колебаний cTBHQK (деформации) пьезопреобразователя (пунктирными линиями пзобра2о жены диаграммы прототипа).

Предлагаемый ультразвуке вой генератор содержит коммутирующий тиристор 1, зарядный резнстор 2, пьезопрео бразователь 8, диод

4 и инду ктиы ость 5.

Принцип работы предлагаемого ультразвугкового генератора мюжно уяснить,из временных диаграмм, где U, — налряжение между анодом т иристора 1 (катодом диода 4) и оощей (нулевой) шиной, !, — ток |переза ряда емкости пьезопреобразователя Ч, с/, — напря3 жение между обкладками (емкости) пьезопреобразователя 8, 7 — чпругая деформация (смещение стенок) пьезоп реобразователя 8 и

/, — ток зарядного резистора 2.

Работа ультрамв укового генератора сводится .к следующему, При запертом ти ристоре

1 от .источника питания,через резистор 2 заряжает ся пьезо преобразователь 3,,на капливая электрическую энергию. Одновременно под воздействием сил электрического поля происходит упругая дефо рмац ия тела пьезопреобразователя 8 и часть электрической энергии преобразуется в потенциальньую механическую энергию. При поступлепии синхронизирующего импульса:на управляющий электрод тиристора 1,последний от пирается .и замыкает (комм утирает) цепь,разряда пьезо преобразователя 3. Так с момента t, коммутации vopa эуется .зам кн утый 1 С вЂ” контур, в которо м воз никает колебательный процесс, свя занный с изменением напряжения на обкладках .пьезопреобразователя 3 и возбуждением упругих колебаний в теле последнего. В момент t, когда ток в 1 С вЂ”,контуре близок,к нулю и пьезопреобразователь 3 перезарядился, ти р истор

1 запи рается. Во время t i — t2 отпертого состояния тиристора 1,прои сходит .первый!полу JIåðèoä колебаний,в 1 С вЂ” конту ре, при котором напряжение на обкладка х пьезопреобразователя 8 изменяется по синусоидальиоыу закону,со сменой полярности. В дальнейшем под действием напряжения пе резарядившегося пьезопреоб разователя 8 открывается диод .1, снова замы кается цепь 1 С вЂ” контура и .про исходит второй полупериод колеоаний. В момент 4, когда заканчивается повторный перезаряд пьевопреобразователя 3 и.ток через диод 4 близорук к нулю, цепь 1 С вЂ”,контура,раз рывается. Так во время ti — t3 коммутации происходит период электр ичес)ких колебаний в

1 С вЂ” конт уре, при,кото ром воздействием сину соидального,изменяющегося напряжения между обкладками пьезо преобраэователя 8 О осуществляется возбуждение упругих колеба.ний стенок последнего н излучение ультраззуковых волн в окружающую среду. В дальней шем пьезоп реобразователь 3 подза ряжается до напряжения источника, питания, а с момента 14 поступления следующего синхронизнрующего импульса цикл снова повторяепся.

Предмет изобретения

Ультразвуковой генератор, соде ржащ гй колл;тирующий тирнстор (тиратрон), зарядны4 резистор и пьезопреобразователь, отлачаюиспйся тем, что, с целью улучшения условий возбуждения пьезопреобразователя и,повыше25 Бня к.in.д. генератора, в нем тиристор зашунти ровап об ратно включенным диодом, а между точной соединения анода тиристора с катодом диода,и точкой соединения зарядного резистора .с плюсовой обкладкой льезопреобразо зователя включена индуктивность, причем отисшенне периода электрических колебаний обра зованного 1 С вЂ” контура к пери оду упругих колебаний пьезоп реобразователя,paBIIO

0,75. а f

/ ° з 2 Риг. 2

Составитель И. Гольденберг

Текред Т. Ускова Корректор В. Брыксииа

Редактор А. Бер

Тип, Харьк. фил. пред. «Патент»

Заказ 1042 Изд.,ь а 400 Тираж 565 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 7К-З5, Раушская наб., д. 4/5