Способ управления вибрационным двигателем и устройство для его осуществления

 

Использование: для управления вибрационными двигателями в электроприводах общепромышленных механизмов. Сущность изобретения заключается в том, что максимальный КПД вибрационным двигателем 4 достигается при отсутствии фазового сдвига между питающим напряжением и током. Различные по величине напряжения с резисторов 12 и 17 выравниваются усилителями-ограничителями 7 и 6, перемножаются элементом И 10, далее выходное напряжение сглаживается интегратором 11, подается на вход генератора 1. Под действием этого напряжения изменяется частота генератора 1, что приводит к компенсации фазового сдвига между питающим напряжением и током. 2 с. п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления вибрационными движителями в электроприводах общепромышленных механизмов.

Известен способ управления вибрационным двигателем (авт. св. СССР N 1332504, кл. Н 02 Р 5/34, 1986), согласно которому при пуске задают величину тока скольжения и частоту, при разгоне стабилизируют ток статора регулятором тока, поддерживают постоянную величину скольжения, после повышения заданной частоты плавно уменьшают напряжение питания преобразователя частоты, одновременно измеряют частоту вращения ротора, при торможении отключают цепь задатчика тока статора, подключают регулятор тока статора к входу блока управления напряжением и обнуляют регулятор тока статора.

Недостатком способа является сложность операций, что приводит к усложнению устройства, реализующего этот способ и, как следствие, к снижению его надежности.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому положительному результату являются способ управления вибрационным двигателем и устройство для его осуществления (Лавренко В.В. и др. Пьезоэлектрические двигатели, М. Энергия, 1980, с.88, рис. 37,б). В этом способе на двигатель подают напряжение питания с частотой, равной собственной частоте двигателя, а устройство для управления вибрационным двигателем с двумя выводами содержит задающий генератор.

Однако данные способ и устройство обладают низким КПД.

Положительным результатом изобретения и в части способа, и в части устройства является повышение КПД. Он достигается за счет того, что напряжение питания сдвигают на 90^о, формируют логические сигналы напряжения и тока, логически перемножают указанные сигналы, результат интегрируют и соответствующим полученным сигналом осуществляют настройку напряжения питания.

Положительный результат достигается также тем, что устройство для управления вибрационным двигателем с двумя выводами содержит трансформаторно-ключевой преобразователь, токовый резистор, дифференциальную RC-цепь, четыре ограничительных резистора, два усилителя-ограничителя, логический элемент И, два диода, интегратор, а задающий генератор выполнен с управляющим входом, его выход соединен с входом трансформаторно-ключевого преобразователя, первый выход которого соединен с одним выводом токового резистора и общей шиной питания, второй выход соединен с одним выводом дифференциальной RC-цепи и предназначен для подключения к одному выводу двигателя, другой вывод токового резистора соединен с одним выводом первого ограничительного резистора и предназначен для подключения к второму выводу двигателя, другой вывод дифференциальный RС-цепи соединен с одним выводом второго ограничительного резистора, другой вывод которого и другой вывод первого ограничительного резистора соединены соответственно с первыми входами первого и второго усилителей-ограничителей, выходы которых соединены соответственно с одними выводами третьего и четвертого ограничительных резисторов, другие выводы которых соединены соответственно с анодами первого и второго диодов и первым и вторым входами логического элемента И, выход которого соединен с входом интегратора, третий вывод дифференциальной RC-цепи, вторые входы усилителей-ограничителей, катоды первого и второго диодов, второй вход интегратора соединены с общей шиной питания.

На чертеже изображена схема устройства управления вибрационным двигателем.

Устройство управления вибрационным двигателем содержит задающий генератор 1 с управляемым входом, усилитель 2 мощности, трансформаторно-ключевой преобразователь 3, вибрационный двигатель 4, фазовращатель 5, первый усилитель-ограничитель 6, второй усилитель-ограничитель 7, первый диод 8, второй диод 9, элемент И 10, интегратор 11. Выход интегратора 11 соединен с входом генератора 1, выходом подключенного к входу усилителя 2 мощности, выход которого соединен с входом трансформаторно-ключевого преобразователя 3. Выход последнего соединен с вибрационным двигателем 4 через первый резистор 12, который соединен через второй резистор 13 с вторым усилителем-ограничителем 7, выход которого через третий резистор 14 соединен с входом первого диода 8 и первым входом элемента И 10. Вход первого усилителя-ограничителя 6 соединен через четвертый резистор 15 и фазовращатель 5 с входом вибрационного двигателя 4. Выход первого усилителя-ограничителя 6 через пятый резистор 16 соединен с входом диода детектора 9 и вторым входом элемента И 10, выход которого соединен с входом интегратора 11.

Управление вибрационным двигателем 4 осуществляется посредством изменения коэффициента трансформации трансформаторно-ключевого преобразователя 3, при этом изменяется не только амплитуда вибрационного двигателя 4, но и условия согласования цепи вибрационного двигателя 4 с образованием фазового сдвига между питающим напряжением и током. Максимальный КПД вибрационного двигателя 4 достигается при отсутствии фазового сдвига между питающим напряжением и током. Различные по величине напряжения с резисторов 12 и 17 выравниваются усилителями-ограничителями 7 и 6, перемножаются элементом И 10, далее выходное напряжение сглаживается интегратором 11, подается на вход генератора 1. Под действием этого напряжения изменяется частота генератора 1, что приводит к компенсации фазового сдвига между питающим напряжением и током и тем самым повышают КПД.

Формула изобретения

1. Способ управления вибрационным двигателем, при котором на двигатель подают напряжение питания с частотой, равной собственной частоте двигателя, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД, напряжение питания сдвигают по фазе на 90^o, формируют логические сигналы напряжения и тока, логически перемножают указанные сигналы, результат интегрируют и соответствующим полученным сигналом осуществляют настройку напряжения питания.

2. Устройство для управления вибрационным двигателем с двумя выводами, содержащее задающий генератор, отличающееся тем, что, с целью повышения КПД, введены трансформаторно-ключевой преобразователь, токовый резистор, дифференциальная RC-цепь, четыре ограничительных резистора, два усилителя-ограничителя, логический элемент И, два диода, интегратор, а задающий генератор выполнен с управляющим входом, выход которого соединен с входом трансформаторно-ключевого преобразователя, первый выход которого соединен с одним выводом токового резистора и общей шиной питания, второй выход трансформаторно-ключевого преобразователя соединен с одним выводом дифференциальной RC-цепи и предназначен для подключения к одному выводу двигателя, другой вывод токового резистора соединен с одним выводом первого ограничительного резистора и предназначен для подключения к другому выводу двигателя, другой вывод дифференциальной RC-цепи соединен с одним выводом второго ограничительного резистора, другой вывод которого и другой вывод первого ограничительного резистора соединены соответственно с первыми входами первого и второго усилителей-ограничителей, выходы которых соединены соответственно с одними выводами третьего и четвертого ограничительных резисторов, другие выводы которых соединены соответственно с анодами первого и второго диодов и первым и вторым входами логического элемента И, выход которого соединен с входом интегратора, выход которого соединен с управляющим входом задающего генератора, третий вывод дифференциальной RC-цепи, вторые входы усилителей-ограничителей, катоды первого и второго диодов, второй вход интегратора соединены с общей шиной питания.

РИСУНКИ

Рисунок 1