Устройство для питания пьезоэлектрического вибродвигателя

 

Союз Советских

Социалистических

Рес)т у блик

ОПИСАНИЕ

ЙЗОБР ТЕ88Я

И АВТОРСКОМУ (..ВМДН ВЛЬ1И:" (61) .Iонолните |ьн ?(? ., }>;: (22) Заявлено 15.1 ?.77 с присоелин(.нием заявки )(Й (23) Приоритет —.

Опубликовано 05.05.79. Бюл feT(«k, ¹ 17

Дата опубликования <)пи(анин OF. О5 7У!

) ! |")1)

В ()6 В 1/(1!6

Государственна!й ноыитвт

СССР по делаи нзооретеннй н открытий (53 );));"(К5 14. .2;!2 ((188.8 !

)

t (72) Авторы изобретения

А. B.---AБу,да и В. В. Жаляускас

| (71) Заявитель

Каунасский политехнический институт имени Антанаса (. If(«f yc(I (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ Г1ИТАНИЯ ПЬЕЗОЗ, !Г:КТР!1 !1 СКОГО

ВИБРОДВИ ГАТЕЛЯ

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для питания пьезоэлектрических и и!агнитост1?икционных преобразователей ви

Известен пьезоэлектрический пр(образователь, содержащий ферромагнитный резонатор, с последним сопряжена об»<>!к}! Н}.дуктивности, которая через последоват(льно с(н ди пенные согласу!о!пи и усилитель, трансформатор, прелвар!!тс,!ьный уси.!итель. а I II„I II 7». !»!)I )I O! ?ii kl iiil lf (.". i>, 110 10СОВЬ}Й ф!|льт и !овра|}„зт< ль . : с)) }итог!}>»oil(Нос гii !:| l!>. «) I< ) i .: б Io»с, сопря«Hенной с магнитострикторо» (! !.

Недостаток известного преобразователя состоит в том, что он Н<3 ограничивает 310IEEности выход}!ого сигнала при повышении мо!цности. приводящей к температурному перегреву или механическому его разрушению.

Наиболее близким к предложенному HBляется устройство, содержащее генератор

II(.ременной частоты, подкл!о !снный через согласуlollilfl трансформатор к пьсзокерамическому пре >б!)():)ов(}телю, сопряженному ( ротором /2!

С? д f! )) к ? !! Pи 1)змсн(. ни)1 E) н ) ТP< if и(I <) (< |i!PО-! |1 в. «. !Iия Ilь(>30i((pа" 11! I(cк )г|) !!!)(<)|) ?;i <01)пl; с >I. Iп)! ег() замене и, 1|! 1!1>i )| .) ) i! )(—

1! |. I IC < 1 О li На Р > 3 КИ П Р| > I . . ная !1ерегp»3)<() из-.за в)!? ?1>с:.!| |х .!.: «,!<. i.! 1?||ЧЕСКИ; I)OTCPI,, T(II(Кан H ) i>Û?O;E(; »|Л,!»т, да сигнал» являет:я }! ?("! яiifloii.! I (, 1 ь к> и 3 О 0 1) с те и и я H B. «1(т с я l i c к;1:o «(i! i )

?C»f1CPfIT), PH0ll IICP(f P) 3Kli IlhC )OIt )?(I%III il Ского преобразователя I!»овыш нис llklдеж)o ности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены диодный мост. трансформатор тока. триггер Шмидта, интегрирую}цая цепочка, компаратор, триггер и транзистор, при этом во вторичной тке согласующего трансф<>рматора последовательно с пьсзоксра»»чески» преобразоватеЛЕМ ВК,!ЮЧСНО О }!in ПЛС и) ДИОД»ОГО ifOCT;»I первичная обмо гк;-. тра }ьсфор м атора тока. вторичная обмотка которого через последоват(>льно соединенные триггер !II .) .:(i;I, интегр»!? foflihio |!с!!o !ю» <) I» )lпт >, »<|.Lc<>сДИ}!Спci КО ВХОД) УС.! азе гранли«660730

Формула изобретения

50 тора, а коллектор последнего подсоединен ко второму плечу диодного моста.

На чертеже представлена электрическая схема устройства.

Генератор 1 переменной частоты через согласующий трансформатор 2 подсоединен к пьезокерамическому преобразователю 3, сопряженному с ротором 4. Последовательно с преобразователем 3 включено одно плечо диодного моста 5 и первичная обмотка 6 трансформатора 7 тока, вторичная обмотка 8 которого через триггер Шмидта 9, интегрирующую цепочку 10 и компаратор 11 подсоединена ко входу установки нуля триггера 12. Выход триггера 12 подключен к базе транзистора 13, коллектор которого подсоединен ко второму плечу диодного моста 5.

Устройство работает следующим образом.

При включении вибродвигателя сигнал генератора 1 переменного напряжения через трансформатор 2 подается к преобразователю 3, упруго сопряженному с ротором 4.

Частота сигнала генератора 1 соответствует резонансной частоте преобразователя 3, который сообщает вращение ротору 4. В исходном состоянии напряжение на выходе триггера 12 соответствует положительному уровню единицы, транзистор 13 является открытым и сопротивление диодного моста 5, на и м ен ь шее.

Ток цепи вторичной обмотки согласующего трансформатора 2 определяется по соотношению где 14 — напряжение на вторичной обмотке согласующего трансформатора 2;

К„р„— импеданс нагруженного пьезокерамического преобразователя 3 в резонансе;

R > — импеданс первичной обмотки 6 трансформатора 7 тока;

Rg.è — импеданс открытого диодного моста 5.

При уменьшении силы прижима преобразователя 3 к ротору 4 или при отводе его от ротора 4 в широких пределах (до 20 раз) уменьшается внутренний импеданс R». Так как приложенное к преобразователю напряжение остается постоянным, возрастает ток и из-за внутренних диэлектрических и механических потерь пьезокерамического преобразователя, возрастает его температура.

В случае ненагруженного преобразователя вся прилагаемая электрическая энергия преобразуется в его внутреннюю, и температура преобразователя быстро возрастает.

1О

З5 зо

З5

4О

В устройстве при уменьшении импеданса пьезокерамического преобразователя 3 увеличивается ток в первичной обмотке 6 трансформатора 7 и тем самым увеличивается амплитуда сигнала на входе триггера Шмидта 9. При достижении сигнала определенного заранее установленного уровня на выходе триггера 9 появляются импульсы, которые интегрируются в цепочке 10, и на выходе компаратора ll появляется сигнал, устанавливающий триггер 12 в. нулевое состояние.

Сигнал триггера 12 закрывает транзистор 13 и тем самым ключ 5. Сопротивление диодного ключа становится бесконечно большим и разрывается цепь питания преобразователя

3, исключающая температурную его перегрузку и повышающая надежность работы вибродвигателя в целом. Интегрирующая цепочка 10 интегрирует коротковременные выбросы тока, не опасные для пьезопреобразователя 3. При включении вибродвигателя сигнал с шины пуска устанавливает триггер в единичное состояние.

Устройство для питания пьезоэлектрического вибродвигателя, содержащее генератор переменной частоты, подключенный через согласующий трансформатор к пьезокерамическому преобразователю, сопряженному с ротором, отличающееся тем, что, с целью исключения температурной перегрузки пьезокерамического преобразователя и повышения надежности устройства, в него введены диодный мост, трансформатор тока, триггер Шмидта, интегрирующая цепочка, компаратор, триггер и транзистор, при этом во вторичной обмотке согласующего трансформатора последовательно с пьезокерамическим преобразователем включено одно плечо диодного моста и первичная обмотка трансформатора тока, вторичная обмотка которого через последовательно соединенные триггер Шмидта, интегрирующую цепочку и компаратор подсоединена ко входу установки нуля триггера, выход которого подключен к базе транзистора, а коллектор последнего подсоединен ко второму плечу диодного моста.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе!. Патент США Ю 3474267, кл. 310 — 81, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

Юе 466916, кл. В 06 В 1/06, 1972.

660730

Составитель В. Пирогов

Техред О. Луговая Корректор М. Пожо

Тираж 584 Подписное

Редактор О. Филиппова

Заказ 2334/7

ЦН И И ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4