Устройство для автоматической подстройки максимальной амплитуды колебаний пьезокерамического преобразователя вибродвигателя

 

Союз Советских

Социалистических

Республик 1 Ц 648284

ОП ИСАНИЕ ( (61) Дополнительное к авт. свид-ву г (51) М. Кл. (22) ЗаЯвлЕно10.09.76 (21) 2401439/18-10 с присоединением заявки №

В 06 В 1/06

Гоаударстввнннй немнтет

СССУ но далан нзабретвннн н открьтнй (23) Приоритет

Опубликовано25.02.79.Бюллетень № .7 (53) УДК 534.232 (088.8) )

Дата опубликования описания 28.02.79

A. -В. А. Буда (72) Автор изобретения

Каунасский политехнический институт им. Антанаса Снечкуса (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ПОДСТРОЙКИ МАКСИМАЛЬНОЙ

АМПЛИТУДЫ КОЛЕБАНИЙ ПЬЕЗОКЕРАМИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ

ВИЕРОДВИГАТЕ ЛЯ

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

Известен пьезоэлектрический преобразователь, предназначенный для преобразования электрической энергии в механическую при помощи высокочастотных колебании и содержащий пьезокерамический элемент, сопряженный с магнитострикционным резонатором и исполнительным элементом Ы.

Однако это устройство не обеспечивает максимальной амплитуды колебания элемента, передающего колебания пьезо керамического преобразователя к испол нительному органу.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для автоматической стабилизации амплитуды колебаний магнитостриктора, содержащее генератор переменного напряжения, который через усилитель мощности подключен к пьезь2 керамическому преобразователю, и да тчик механических колебаний, подсоединенный .к усилителю 12).

Однако это устройство не обесне чивает автоматической подстройки максимальной амплитудыколебаниймагнитостриктора.

Белью изобретения является повышение точности подстройки.

Поставленная цель достигается тем, что устройство содержит четырехдиодный ключ, коммутатор, пиковый формирователь, схему И-НЕ, транзисторный усилитель, обмотку управления, конденсатор причем к выходу усилителя подсоединен параллельно чатырехдиодный ключ, компаратор и пиковый. формирователь, выход которого через схему И-.НЕ подключен к входу стробировапия четырех диодного ключа, подсоединенного к точке соединения конденсатора, второго входа компаратора и базы транзистора, в коллекторной цепи которого включ на обмотка управления, сопряженная с обмоткой индуктивнооти резонансного

48284

4 ходящему через обмотку 14 управления и эмиттерный резистор 16. Ток через обмотку 14 управления пропорционален магнитной проницаемости ферромагнитного сердечника, ча котором вместе намотаны обмотки 14 и 15. При изменении магнитной проницаемости сердечника меняется индуктивность L обмотки

15, которая выражается следующей

10 формулой: контура генератора переменного напряжения, а выход компаратора подсоединен ко второму входу схемы И-НЕ.

На фиг. 1 представлена электричес кая схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы его работы; на фиг. 3 - вид резонансной кривой пъеэокерамического преобразователя.

Генератор переменного напряжения 1 через усилитель мощности 2 подключен к пьезокерамическому преобразователю

3, через концентратор 4 упруго сопряженному с ротором 5 вибродвигателя.

Датчик механических колебаний 6 через усилитель 7 подключен к . четырехдиодному ключу 8, пиковому формирователю

9 и компаратору 10, который через схему -HE 11 подключен к стробирую щему входу ключа. Выход ключа подсоединен к конденсатору 12, второму входу коМпаратора и базе транзистора 13, . s коллекторной цепи которого включена обмотка 14 управления, сойряженная с обмоткой индуктивности 15 генератора.

К эмиттеру транзистора 13 подключен амиттерный резистор 16.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал с генератора 1 переменного напряжения через усилитель 2 мощности подается на пьезокерамический йреобраэователь 3. Пьезокерамический преобразователь из-за обратного пьезоэффекта совершает продольные колебания, амплу- туда которых усиливается при помощи концентратора 4, упруго сопряженного с ротором 5 вибродвйгателя. Ротор 5 на чинает вращаться с определенной угловой скоростью, пропорциональной амплитуде колебаний,концентратора 4, а тем самым и пьезокерамического преобразователя 3. Сигнал механических колебаний концентратора 4 с датчика 6 через усилитель 7 подается на входы четырехдиодного ключа 8, пикового формирователя 9 и компаратора 10.

Пиковый Формирователь 9 формирует короткий импульс на каждый период входного сигнала йри достижений его пиково го значения (см. фиг. 2 a). Сигнал формирователя 9 через схему И-HE 11 открывает четырехдиодный ключ 8, и конденсатор 12 заряжается до мгновенного значения амплитуды сигнала на выходе усилителя 7. Напряжение конденсатора 12, подключенного к базе транзистора 13, соответствует определенному его коллекторному току, прогде 9J - количество винтов; ,Д - магнитная проницаемость сердеч1141(а1 — площадь сердечника;

- средняя длина магнитной си5Р ловой линии.

Изменение индуктивности Ь обмотки

15, включенной в резонансный контур генератора 1 переменного напряжения, способствует синхронному изменению его частоты генерируемых колебаний.

Каждый раз, когда амплитуда сигнала колебаний концентратора 4 с выхода усилителя 7 (cM. фиг. 2 а) превышает амплитуду напряжения конденсатора 12, компаратор 10 формирует положительный импульс (см. фиг. 2,б), открывающий схему И-HE и тем самым разрешающий проход сигнала формирователя 9, открывающего ключ 8. Наибольшая амплитуда колебаний концентратора 4

Ф5 при резонансе соответствует частоте генератора 1 на .определенную величину рассогласованияД® относительно резонансной частоте системы: пьезокерами-, 40 ческий преобразователь 3 - концентратор 4 - усилитель 7 {см. фиг. 3, точка А).l

При этом амплитуда напряжения конден- сатора 12 превышает амплитуду сиг нала на выходе усилителя 7„ и отрица45 тельный уровень сигнала на выходе компаратора 10 поддерживает закрытой схему И-НЕ il, которая не пропускает импульсов формирователя 9. Конденсатор 12 разряжается- через транзистор

13 с постоянной времени = -RC, значительно большей периода сигнала генератора 1. С разрядом к6нденсатора 12 меняется ток через обмотку 14 управления, а тем самым и индуктивность обмотки 15, так, что частота генератора 1 приближается к резонансной частоте Щ преобразователя 3 с концентратором 4. Когда амплитуда сигнала усилителя 7 превышает амплитуду на648284

1$ фиг, У

Фиг. l

Составитель В. Пирогов

Редактор Т. Иванова Техред И. Асталощ Корректор Л. Василина

Зака з 429/8 Тираж 584 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж:-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал П11П "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 пряжения конденсатора 12 {см. фиг. 3, точка В), сигнал компаратора 10 открывает схему 11 и происходит подзаряд конденсатора 12.

Таким образом, устройство обеспе чивает автоматическую подстройку часточъ генератора 1 в зоне резонанс ной частоты преобразователя 3 и концентратора 4, тем самым обеспечивая наибольщую угловую скорость вращения ротора 5 при изменении режима работы вибродвигателя, а также при замене пьезокерамического преобразователя 3.

\ формула изобретения

Устройство для автоматической подстройки максимальной амплитуды колебаний пьезокерамического преобразо20 вателя вибродвигателя, содержащее генератор переменного напряжения, который через усилитель мощности подключен к пьезокерамическому преобразо-. вателю, и датчик механических колеба-— ний, подсоединенный к усилителю, о ч л и ч а ю п е е с я тем, что, с целью повыщения точности подстройки, оно содержит четырехдиодный ключ, компаратор, пиковый формирователь, схему

И-НЕ, транзисторный усилитель, о6Мо ку управления, конденсатор, причем к выходу усилителя подсоединен параллельно четырехдиодный ключ, компаратор и пиковый формирователь, выход которого через схему И-НЕ подключен к входу стробирования четырехдиодного ключа, подсоединенного к точке соединения конденсатора, второго входа компаратора и базы транзистора, в коллекторной цепи которого включена обмотка управления, сопряженная с обмоткой индуктивности резонансного контура re нератора переменного напряжения, а выход компаратора подсоединен ко второму входу схемы "И-HE

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США N. 3474267, : кл. 310-8.1, 1967.

2. Авторское свидетельство СССР

% 307817, кл. В 06 В 1/08, 1968.