Устройство для питания пьезокерамического преобразователя вибродвигателя

Устройство для питания пьезокерамического преобразователя вибродвигателя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

мтерс . м %с ..aë хия

ОП ИСАН И

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДВТЮЛЬСТВУ

} 65Й55

Союз Советских

Социо влмстимеских

Республик (6!) Дополнительное к авт. свид-ву (22) ЗаявлЕно10.09. 76 (23) 2399489118 10

2 (51) М. Кл.

В 06 В 1/06 с присоединением заявки №Гвудйратве}}н}}й NNIYet

СССР

N дв}}ам }}366РВтв}}х9 в етх}}ит}й (23) Приоритет(53) УЙК 534.2Э2 (088. 8) Опубликоваио15.03.79.Бюллетень ¹10

Дата опубликования описания 18.0З.79 (72) Авторы изобретения

В.-А. B. Дзеняаускас, А.-B.A. Буда и K. М. Рагульскис

Каунасский политехнический институт им. Антанаса Снечкуса (7Ц Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПИТАНИЯ ПЬЕЗОКЕРАМИЧЕСКОГО .

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ВИБРОЙВИГАТЕЛЯ

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для питаний пьезоэлектрических и магнитострикционных преобразователей вибродвигателей.

Известен пьезоэлектрический преобРВ зователь, предназначенный для преобразо вания электрической энергии в механическую при помощи высокочастотных колеба.ний и содержащий пьезокерамический элз-.1В мент, сопряженйый с магнитострикциоййым резонатором и исполнительным элементом, причем обмотка сопряжена с магнитострик.ционным резонатором (1).

Однако это устройство не обеспечивает максимальной амплитуды колебаний эле: мента, передающего колебания пьезокерамического. преобразователя к исполнительному органу, Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, . содержащее генератор переменного напряжения, цодсоедкненный к усилителю мощ2, йости, и датчик механических колебаний, :подсоединенный к усилителю f2);

Недостаток устройства в том, что оно не обеспечивает автоматической подстройки максимальной амплитуды колебаний магнитостриктора, соответствующей его резонансной частоте, что снижает экономичность устройства.

Белью изобретения является обеспечение найбольшей амплитуды колебаний пьезокерамического преобразователя н упрощение электрической схемы.

Это достигается тем, что предлагаемое устройство содержит блок селекции максимальной амплитуды сигнала, триггер, три транзистора, один полевой транзистор, вентиль и обмотку управления, причем вход блока селекции максимальной амплитуды сигнала. соединен с выходом усилителя, а выход подключен к входу установки единицы триггера,,который подсоединен к эмиттеру первого транзистора, коллек-. тор которого подключен к конденсатору, коллектору второго транзистора и затво-651855 ру полевого транзистора, истоком подключенного к Яаае третьего транаистора, в

/ коллекторной цепи которого включена обмотка управления, сопряженная с обмоткой индуктивностиреаонансногоконтура генератора переменного напряжения,череэ вентиль подсоединенного к усилителю мощности, причем блок управлении подключен к базе второго транаистора, входу установки ну- . ля триггера и вентилю.

При атом генератор переменного нацряжения собран на полевом транзисторе, к стоку которого подключена обмотка индуктивности и конденсатор, другой вывод которого подключен к истоку, череа второй конденсатор подсоединейному "к точке еоединения затвора и. обшей шины.

На чертеже представлена алектричес:кая схема описываемого устройства.

Генератор переменного напряжения 1, 20 собраннйй на полевой транаисторе 2, об; мотке индуктивностн 3, конденсаторах 4, 5 "и резисторах 6, череа вентиль 7 и усилитель мощности 8 подсоединен к йьеаокерамическому преобразователю 9, упруго сопряженному с ротором 10 вибродви-: гателя. Датчик 11 механических колебаний преобравователя через усилитель 12, блок!селекции ХЗ максимальной амплиту30

:ды сигнала подключен ко входу установки. единицы триггере 14, который подсоединен "к- емыттвру первого транзистора 15, коллектор которого подключен к конденсатору 16, коллектору второго трананстора

17 и затвору полевого транаистора 18.

В эмиттерной цейн первого транзистора включен реэистор 19, а в базовой цепи реаисторы 20, 21. Исток пыевого: тран вист6ра 18 подключен к резистору 22 и базе третьего транаистора 23, в емиттер ной Мпй, которого включен резистор 24, а в коллекторной цепи - обмотка 25, Блок управления 26 подсоединен к базе второ»

t o траиаистора, входу установки нуля триг- 5 гара 14 н вентилю 7..

Устройство работает следующим образом. Управляемый автогенератор собран на полевом транансторе 2 по схеме емкостной трехточки. Частота генерируемых колебаний выражается формулой ,{

Ш=

«Ес

С4С, 55 где С - емкости конденсато4+ 5 ров 4 5, Ь - индуктивность обмотки индуктивн ости 3.

Такое подключение усилителя мощности 8 способствует уменьшению шунтирования контура автогенератора и повышению его стабильности. Резистор 6 эадает режим полевого транзистора 2 по постоянному току.

Сигнал с генератора 1 переменного напряжения черна открытый вентиль 7, усилитель мощности 8 подается к пьеаокерамическому преобразователю 9, который иа-эа обратного пьезоэффекта совершает продольные колебания. Так как преобразователь 9 ynpyro сопряжен с ротсь-. ро.4 10, последний начинает вращаться с определенной угловой скоростью. Скорость вращения ротора 10 вибродвигателя пропорциональна амплитуде колебаний преобразователя 9, и при наибольшей амплитуде колебаний угловая скорость (или момент вращения ротора 10) наивысшая. Механические колебания преобразователя 9 принимают датчик 11, сигнал с которого череа усилитель 12 подается в блок селекции

13 максимальной амплитуды входного cu BRtt8, При включении напряженйя питания E конденсатор 16 начинает заряжаться череа транаистор 15 и емиттерный резистор 19 постоянным током, "величина которого определяется делителем напряжения на ре-. аисторах 20, 21, подключенных к базе транаистора 18, Сигнал с лйнейно-возрастающей амплитудой с кдйдейсатора 16 череа полевой транзистор 18, к истоку которого подключен резистор 22, подается к базе:транаис тора 23. Напряжение баэы транаис гора

23 пропорционально току в обмотке 25,включенной в его коллекторной цепи и намотанной вместе с катушкой индуктивности 3 на общем ферромагнитном сердечнике. Ток через обмотку 25 обратно пропорционален магнитной проницаемости сердечника, а тем самым и индуктивности. L обмотки 3, выражаем ой формулой

" " " е

SP где 8 — плошадь сердечника, —.средняя длина магнитной силовой линии, Ce — количество витков, б - магнитная проницаемость сердечника.

При наменении тока подмагничивания обмотки 25 синхронно с возрастанием ам плнтуды напряжения конденсатора 16 ме няется магнитная проницаемость сердечки

5 6518 ка обмоток 25 и 3. Это меняет резонансную частоту колебаний автогенератора 1, при достижении резонансной частоты преобразователя 9 он совершает колебания с максимальной амплитудой. При максималь- $ ной амплитуде колебаний преобразователя

9 блок селекции 13 максимальной амплитуды вырабатывает импульс, переключающий триггер 14 в единичное состояние..

Положительное напряжение с выхода триг-1й гера 14 закрывает транзистор 15 и оста-. навливает возрастание напряжения конденсатора 16, и, тем самым, изменение час» тоты генератора 1, которое соответствует резонансной частоте пЬезокерамического преобразователя 9. При работе вибродвигателя в шаговом режиме блок управления

26 вырабатывает сигналы, закрывающие вентиль:7 и открывающие транзистор 17.

Через открытый транзистор 17 конденса- тор 16 разряжается, и устройство нодго тавливается для нового цикла работы. Таким образом, устройств6 обеспечивает шаговый режим работы .вибродвигателя при изменении в широких пределах режйма

25 работы цреобразоваиеля 9, а также при его замене. При атом резонансная часто та преобразователя 9 должна находиться в в пределах изменения частоты автогенеретора 1.

Формула изобретения

1. Устройство для питания пьезокера»

Э% мического преобразователя вибродвигатвля,. содержащее генератор переменного напряжения, подсоединенный к усилителю мощности, и датчик механических колебаний, подсоединенный к усилителю, о т л й55 6 ч а ю ш е е с я тем, что, с целью обеспечения наибольшей амплитуды колебаний пьезркерамического преобразователя, оно содержит блок селекции максимальной амплитуды сигнала, триггер, три транзистора, один полевой транзистор, вентиль и обмотку управления, причем вход блока селекции максимальной амплитуды сигнала соединен с выходом усилителя, а вы« ход подключен к входу установки единицы триггера, который подсоединен к эмиттеру первого транзистора, коллектор которого подключен к конденсатору, коллектору второго транзистора и затвору полевого транзистора,.истоком подключенного к базе третьего транзистора, в коллектор ной цепи которого включена. обмотка уп». равления, сопряженная с обмоткой индук- тивности резонансного контура генератора переменного напряжения, -через вентиль подсоединейного к усилителю мощности, причем.блок управления подключен к базе второго фанзистора, входу -установки нуiri триго еpа и вентйлю.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а юш е е с я тем, что, с цепью упрощения электрической схемы, генератор перемен ного напракения собран на полевом транзисторе, к стоку которого подключена обмотка индуктивности "и конденсатор, другой вывод которого подключен к истоку, . через второй конденсатор подсоединенному к точке соединения затвора и обшей шины.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Ж 3474267, кл. 3 1 О 8. 1, 1967.

2. Авторское свидетельство СССР

J4 ЗО7817, кл. В 06 В 1/08, 1968.

651855

Составитель В. Пирогов

Редактор С. Хейфиц Тирад M. Петко Корректор И. Ковальчук

Закаа 916/7 Тираж 584 Подписное

UHHHnH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушскаи араб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г.,Уж|ород, ул. Проектная, 4