Устройство для питания пьезоэлектрического вибродвигателя

 

Союз Советских

Социалистических республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 23.01.78 (2! )2574735/18-25 (51)М. Кл.

Н 01 1 41/10, .

Н 02 М 11/00 с присоединением заявки РЙВвударстванимй квмнтет

СССР

an делам изобретекий и еткрмтий (23) ПриоритетОпубликовано 25.12.79. Бюллетень И 47

I

Дата опубликования описания 30.12,79, (53) УДК 537.

228 1 {088 8) (72) Авторы изобретения

А. -В. А. Буда и В. В. Жаляускас

Каунасский политехнический институт им. Антанаса Снечкуса

t (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПИТАНИЯ ПЬЕЗОЗЛЕКТРИЧЕСКСГО

ВИБРОДВИГАТЕЛЯ

Настоящее изобретение относится к области приборостроения и может быть. использовано для питания пьезокерамических псеобраэователей вибродвигателей и ультразвуковых излучателей.

Известен вибродвигатель, содержащий пьезоэлектрический преобразователь, который выполнен из пластин, образующих треугольник, взаимодействующий вершинами с ротором, а электроды каждой из пластин подсоединены к. трехфаэному генератору (1).

Недостаток изв стного устройства

СОСТОИТ В НИЗКОЙ ЭКОНОМИЧНОСТИ.

Известно устройство для питания пьезоэлектрического вибродвигателя, содержащее генератор переменного напряжения, через усилитель мощности, подсоединенный к выходному трансформатору, во вто- в ричной обмотке которого последовательно соединены обмотка переменной индуктивности и пьезокерамический преобразователь, сопряженный с ротором f2).

Недостатками известного устройства являются плохое согласование импеданса выходного трансформатора с импедансом пьеэокерамического преобразователя в широком диапазоне частот и низкая экономичность»

Цель настоящего изобретения состоит в улучшении согласования импеданса вы1 ходного трансформатора с импедансом пьеэокерамического преобразователя в широком диапазоне частот и повьппение экономичности. Это достигается тем, что предлагаемое устройство снабжено аттенюатором, инвертором, двумя трит герами Шмидта, Т-триггером, блоком управления, демодулятором широтно-импульсномодулированного сигнала, выход которого через блок управления сопряжен с обмоткой переменной индуктивности, к точке соединения которой со вторичной обмоткой выходного трансформатора через аттенюатор подсоединен вход первого триггера Шмидта, выход которого подключен ко входу установки единипы Тгри

3 70 гера, выход которого подсоединен ко входу демодулятора широтно-импульсномодулированного сигнала, A ко входу установки нуля Т триггера через инвертор подключен выход второго триггера Шмидта, вход которого подсоединен к точке соединения пьезокерамического преобразоserena и резистора, включенного последовательно во вторичной обмотке выходного трансформатора.

На фиг. 1 представлена электрическая схема, на фиг. 2 - временные диаграммы работы устройства.

Генератор 1 переменного напряжения через усилитель 2 мощности и выходной трансформатор 3 подключен к последовательно соединенным обмотке 4 переменной индуктивности, пьезокерамическому преобразователю 5, сопряженному с ротором 6, и резистору 7. Аттенюатор

8 через триггер Шмидта 9 подсоединен ко входу установки единицы Т триггера

10, выход которого через демодулятор

11 и блок 12 управления сопряжен с обмоткой 4. Вход установки нуля триггера 10 через инвертор 13 и триггера

Шмидта 14 подсоединен к точке соединения резистора 7 с пьезокерамическим преобразователем 5.

Устройство работает следующим образом. Сигнал с генератора 1 переменного напряжения через усилитель мощности 2 и выходной трансформатор 3 подается к пьезокерамическому преобразователю 5, сопряженному с ротором 6.

Частота сигнала генератора 1 соответствует резонансной частоте механических колебаний преобразователя 5, сообщающему наибольший крутящий момент ротору 6 при их взаимодействии. о

Для компенсации статической емкости (. о пьезокерамического преобразователя 5, а тем самым повышения экономичности устройства и согласования импеданса выходного трансформатора 3 с импедансом преобразователя 5 включена обмотка 4, индуктивность Ьо которой подбирается из условия

5568 4 и эффективность работы всего устройства.

B этом случае нагрузка выходного трансформатора является комплексной и появляется сдвиг между напряжением и током питания

Сигнал со вторичной обмотки выходного трансформатора 3 через аттепюатор 8 (фиг. 2-1 5) подается к триггеру Шмидта 9; на выходе которого формируется ме10 андр (фиг. 2-16), положительные фронты которого устанавливают в единичное состояние триггер 10. Сигнал с резистора 7 подается к триггеру

Шмидта 14, на выходе которого форми15 руется меандр, который через инвертор

13 (фиг. 2-17) подается ко входу установки нуля триггера 10. На выходе триггера 10 формируется широтно-импульсномодулированный (ШИМ) сигнал (фиг. 220 18), который через демодулятор 11 широтно-импульсномодулированного сигнала подается к блоку 12 управления. Блок

12, сопряженный с обмоткой. 4, управляет ее индуктивностью, таким образом, что при любом изменении резонансной частоты пьезокерамического преобразователя 6 и частоты сигнала генератора

1 синхронно меняется индуктивность обмотки 4 и всегда выполняется условие (1). Это достигается следующим образом. При изменении резонансной частоты преобразователя 5 в одну или другую сторону появляется фазовый сдвиг между сигналами на вторичной обмотке выходного трансформатора 3 и на резисторе 7. Вследствии этого меняется соотношение положительных и отрицательных импульсов ШИМ-сигнала (фиг. 2-19, фиг. 2-20) на входе демодулятора 11, 40 что управляет индуктивностью обмотки 4.

Таким образом, в широком диапазоне частот обеспечивается согласование. импеданса трансформатора 3 с импеденсом пьезокерамического преобразователя

5, что также способствует повышению экономичности ус тройства в целом.

4 о и02 Со

При работе вибродвигателя из а переменной силы прижима преобразователя

5 к ротору 6, при изменении,температуры и напряжения питания, меняется его резонансная частота и не выполняется условие (1), что снижает экономичность

Формула изобретения

* Устройство для питания пьезоэлектри- ческого вибродвигателя, содержащее генератор переменного напряжения, через усилитель мощности подсоединенный к выходному трансформатору, во вторичной обмотке которого последовательно соединены обмотка переменной индуктивности и пьезокерамический преобразователь, 5 7055 сопряженный с роторок, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью улучшения согласования импеданса выходного трансформатора с импедансом пьезокерамического преобразователя в широком диапазоне частот и повышения экономичности, устройство снабжено аттенюатором, инвертором, двумя триггерами Шмидта, Т-триггером, блоком управления демодулятором широтно-импульсно модулирован- 30 ного сигнала, выход которого через блок управления сопряжен с обмоткой переменной индуктивности, к точке соединения которой со вторичной обмоткой выходного трансформатора через аттенюатор подсоединен вход первого триггера

Шмидта, выход которого подключен ко

68 6 входу установки единицы Т триггера, вьiход которого подсоединен ко входу демодулятора шщотно-импульсномодулированного сигнала, а ко входу установки нуля Т«триггера через инвертор подключен выхсд второго триггера Шмидта, вход которого подсоединен к точке соединения пьезокерамического преобразователя и резистора, включенного последовательно ко вторичной обмотке выходного трансформатора.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Йо 480875, кл. F 16 Н 17/00, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

И 366017, кл. В 06 В 1/06, 1970.

705568

Составитель B. Baaep редактор Jq. Минаев Техред 3. Фанта корректор М. Вигула

Заказ 8047/58 Тираж 923 Подписное иНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретеннй и открытий

113035, Москва, Ж35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент", r. Ужгород, ул. Проектйая, 4