Устройство для питания шагового вибродвигателя
Иллюстрации
Реферат
О П И С А Н И Е1, @
ИЗОБРЕТЕН Ия
Союз Советских
Социалистических
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ, В
Ф (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 12.08.76 (21) 2398451,118-25 с присоединением заявки № (51) М. Кл. -
Н 011 41/1О
G 11В 15/40
Государственный комитет (23) Приор итет из еи Опубликовано 30.08.79. Бюллетень № 32 (53) УДК 537.228 1 (088.8) и открытий
Дата опубликования описания 30.08.79 (72) Автор изобретения
A. В. А. Буда (71) Заявитель Каунасский политехнический институт им. Антанаса Снечкуса (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПИТАНИЯ ШАГОВОГО
В И БРОД В И ГАТЕЛ Я
Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для питания пьезокерамических вибродвигателей.
Известен пьезоэлектрический преобразователь, предназначенный для преобразования электрической энергии в механическую при помощи высокочастотных колебаний и содержащий пьезоксрамический элемент, сопряженный с магнитострикционным резонатором и исполнительным элементом. Причем обмотка сопряжена с магнитострикционным резонатором и через последовательно соединенные согласующий трансформатор, предварительный усилитель, амплитудный ограничитель, полосовой фильтр, фазовращатель и усилитель мощности подключена к пьезокерамическому преобразователю (1).
Недостаток известного устройства состоит в том, что оно не обеспечивает импульсного режима работы.
Известно устройство для питания шагового пьезокерамического вибродвигателя, содержащее генератор переменного напряжения, инвертор, вентили, блок управления и пьезокерамический преобразователь, а также ротор, сопряженный с преобразователем (2).
Недостатком известного устройства является длительность переходных процессов пуска и остановки.
Цель изобретения — умньшение времени переходных процессов пуска и остановки.
Это достигается тем, что в устройство введены триггер, две схемы И вЂ” НЕ, схема
5 задержки и формирователь импульсов, Вход которого подсоединен к выходу генератора переменного напряжения, а выход — параллельно через схему задержки и инвертор подключен к двум схемам И вЂ” НЕ, первая из которых подключена ко входу установки сдиницы триггсра, ко входу установки нуля которого подсоединен выход второй схемы И вЂ” HE, а выход триггера подсоединен ко входу управления вентиля, при
15 этом блок управления подсоединен к первой и через инвертор — ко второй схемам И—
HE.
На фпг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 — временные диаграммы его p200TbI.
Генератор 1 переменного напряжения через вентиль 2 подсоединен к пьезокерамическому преобразователю 3, упруго сопряженному с ротором 4 вибродвигателя, и к формирователю 5 импульсов.
Формирователь 5 параллельно через схему б задержки и инвсртор 7 подсоединен к схемам И вЂ” HE 8 и 9. Схема 8 подключена ко входу установки единицы триггера 10, ко входу установки нуля которого подключена схема И вЂ” НЕ 9. Выход триггера 10
682972
11одключен ко входу управления вентиля 2.
Ьлок 11 управления подсоединен к схеме
И†HE 8 и через пнвертор 12 — к схеме
И вЂ” НЕ 9.
Устройство работает следующим образом.
Сигнал с генератора 1 через вентиль 2 подается к пьезоксрамическому преобразователю 3, который пз-за обратного пьсзоэффскта совершает продольные колебаш3я.
Пьсзокерампчсскпй прсооразоватсль 3 Взаимодействует с ротором 4 вибродвигателя, ко орыи начинает вращаться. В шаговом режиме работы вибродвигателя частоту шагов ограничивают псрсходныс процессы в электрических цепях прп включении и выключении питания пьсзокерамического преобразователя 3. Пьсзоксрамичсский преобразователь составляст резонансный контур, собственная частота p)p которого выражается о метлой фp о—
1.С где L — эквивалентная индуктивность прсобразоватсля;
С вЂ” эквивалснтная емкость llpcîáðàçîвателя.
Добротность Q контура будет HilpdilcBTbc5I формулой: е ™
r 3 г где r; — активное сопротивление исто шика питания;
r; — эквивалентное сопротивление контура на резонансной частоте.
Если питающее напряжение скачкообразно оп.лючастся, добротность контура ещc возрастает. Нанряжсние в параллельном резонансном контуре выражается следующим образом: е, (t) A sin p,t (1 — e — " ), 1 где n — «оэффицпснг затухания.
2йС
11ослс выкл. Очепия питания напряжение контура будет падать с постоянной времени т = 1/d. Чем больше добротность контура, тем мсш.шс затухание и тем медленнее спадает при выключении и возрастает при включении напряжение на преобразователе.
При о- «лючснии питаюшего напряжения в момент, когда А =- О, переходный процесс будет отсутствовать, так как при резонансе эквивалентное сопротивление контура является активным и нет фазового рассогласова13ия Между напряжением и ТОКОМ.
Сигнал с I clicратора 1 ncpc: lcIIII0r0 пряжения (см. фиг. 2, кривая 15) через формирователь 5 импульсов, в котором формируется меандр (см. фиг. 2, кривая 16) через схему б задержки (см. фиг. 2, кривая 17) и инвертор 7 подается параллельно к двум схемам И вЂ” HE
8 и 9. При пуске вращения ротора 4 блок
11 управления вырабатывает положигель5
25 30
10 15
65 ный импульс (см. фиг. 2, кривая 13), открыва1ощий схему И вЂ” HE 8 и через инвертор
12 (см. фиг. 2, кривая 14) закрывающий схему И вЂ” НЕ 9. Схема 6 задержки задерживает сигнал на время тю, значительно меньшее периода Т сигнала генератора 1.
При совпадении единиц сигналов на всех входах схемы 8, т. с. прп переходе через нуль сигнала генератора 1, на выходе схемы 8 формируются короткие импульсы (см. фиг. 2, кривая 18) длительностью, равной т,, устанавливающие триггер 10 в единичное положение. Сигнал триггера 10 открывает вентиль 2 и выход генератора 1 подключается к пьсзокерамическому преобразователю 3 в тот момент, когда амплитуда напряжения на его выходе примерно равна нулю. 3Т0 устраняет возможность скачкообразного появления сигнала питания преобразователя 3, тем самым уменьшается время переходного процесса включения вращен и я ротор а 4.
При выключении питания преобразоватсля 3 блок 11 управления формирует отрицательный импульс, замыкающий схему 8 и через инвертор открывающий схему 9. При совпадении единиц сигналов»а всех входах схемы 9 на ее выходе формируются короткие импульсы (см. фиг. 2, кривая 19), устанавливающие триггер 10 в нулевое положение. Сигнал триггера 10 закрывает вентиль
2 в тот момент, когда амплитуда напряжения сигнала на выходе генератора 1 примерно равна нулю. Этим уменьшается переходной процесс выключения питания шага ротора и вибродвигателя.
Фор мул а изобретения
Устройство для питания шагового вибродвигателя, содержащее генератор переменного напряжения, инвертор, вентили, блок управления и пьезокерамический преобразователь, и ротор, сопряженный с преобразователем, отличающееся тем, что, с целью уменьшения времени переходных процессов пуска и остановки, в него введены триггер, две схемы И вЂ” НЕ, схема задсржки и формирователь импульсов, вход которого подсоединен к выходу генератора переменного напряг«ения, а выход — параллельно чсрез схему задержки и инвертор подключен к двум схемам И вЂ” НЕ, первая из которых подключена ко входу установки единицы триггера, ко входу установки нуля которого подсоединен выход второй схемы И вЂ” НЕ, а выход триггера подсоединен ко входу управления вентиля, при этом блок управления подсоединен к первой и через инвертор — ко второй схемам И вЂ” НЕ.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Патент США Кр 3474264, кл. 310 †.1, опубл. 1967.
2. Патент США Ко 3532911, кл. 310 — 8.1, опубл. 1968.
682972
Фиг /
1з
|б—
17 и
19
47иг Е
Составитель В. Вавер
Редактор А. Морозова Техред А. Камышникова Корректор Т. Добровольская
Заказ 2008/20 Изд. № 492 Тираж 923 Подписное
НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
I13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Типография, пр. Сапунова. 2