Устройство для питания пьезоэлектрического вибродвигателя

 

Союз Савотскик

С4щиапкстФбчосимк республик (()) 716627 (Я ) ДополHительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 04.01.78 (21) 2863126/18-10 с присоединением заявки йв(23) П риоритет—

Опубликовано 28.02.80. т)вллетень йе 7 (5l)M. Кл. .В 06 В 1/06 тваудлретвенний квинтет

CCCI а делает нтееретеннй. и втнрмтнй (53) УД К 834.232 (088.8) Дата опубликования описания 28.02.80 (72) Автор изобретения

А, В. А. Буда

Каунасский политехнический институт ам. Антанаса Снечкуса (73) Заявитель (84) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПИТАНИЯ ПЬЕЗОЭЛЕКЧ РИЧЕСКОГО

ВИБРОДВИГАТЕЛЯ

Изобретение относится к приборо- строению.и может быть использовано для питания пьеэокерамическкх и магиитострикциониых преобразователей вибро- двигателей.

Известны устройства для питание( пьеэоэлектрическкх преобразователей, содержащие датчик скорости вращения дис ка двигателя, связанный через частот ный детектор с управляемым генератором переменного напряжения, подкЛюченным к пьезокерамическим .пластинам меж . ду которыми укреплен С-образный резонатор (11.

Недостаток этих устройств заключает т ся в том, что они не обеспечивают управ ление питания пьезокерамического преобразователя во время переходного процесса в шаговом режиме работы.

Наиболее близким по. технической сущ- щ ности к предложенному является устройство для питания пьезокерамического преобразователя вибродвигателя, содержащее последовательно соединенные блок управ2 ления, генератор переменного напряжения, усилитель мощности и пьезокерамический преобразователь, сопряженный с ротором вибродвигателя и подключенный к входу усилителя, формирователь импуль-", сов, схему И-НЕ и. четырехдиодный ключ, на выходе которого включен конденсатор (2).

Однако это устройство имеет недостаточную точность регулировки угловой скорости ротора вибродвигателя, особен- . но ъ старт-сто@ком режиме и низкое быстродействие пуска в шаговом режиме работы.

Цепь изобретения - повышение эффективности.

r ,,Это достигается тем, что в предло-, женное устройство введены счетный триггер, два формирователя импульсов минимальной и максимальной длитeльности, три схемы -HE четыре инвертора, два

Т-триггера, два блока опорных напряжений, опорный генератор, генератор линейно-нарастающего напряжения и 6Мер3 71 ный усилитель. Ьток управления содержит три вентиля. Выход усилителя подключен к входу счетного триггера, прямой выход которого соединен с первыми входами первой и второй схем И-HE u входами двух формирователей импульсов минимальной и максимальной длительности, выходы которых подключены к первым входам соответственно третьей и четвертой схем И-НЕ и через первый и второй инверторы — к вторым входам соответственно первой и второй схем И-НЕ, выходы которых соединены с входами установки нуля соответственно первого и второго. Т-триггеров, подключенных входами установки единицы к вы.ходам третьей и четвертой схем И-HE„

"вторые .входы которых соединены с ин версным выходом счетного триггера и с первым входом генератора линейно-нарастающего напряжения,. второй вход которого подключен к одному выходу опорно"гo генератора, вторым выходом подключенного через формирователь импульсов к входу четырехдиодного ключа, другой вход которого соединен с выходом гене.ратора линейно-нарастающего напряжения, а выход которого подключен к одному иэ входов вентиля блока управления, соединенного двумя другими входами через третий и четвертый инверторы с выходами соответственно первого и второго

Т. триггеров .и с входами соответственно второго и третьего вентилей блока упр авления, вторые входы которых подкйючены и выходам соответственно первого и второго блоков опорных напряжений.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства на фиг. 2 — график нарастания угловой скорости ротора на фиг. 3 — временные диаграммы работы устройства.

Устройство содержит опорный генератор 1, один выход которого подключен к формирователю 2 импульсов, а другой выход - к генератору 3 линейно-нарастающего, напряжения, выходы которых соединены с входами четырехдиодного ключа 4, на выходе которого включен конденсатор 5, подключенный к входу буферного усилителя 6, выход которого через последовательно соединенные вен-, тиль 7 блока 8 управления, генератор9 переменного напряжения и усилитель 10 моц ности подключен к пьеэокерамическому преобразователю 11, сопряженному р ротором 12 вибродвигателя, датчик

"13 угловой скорости, также сопряжен-!

$0

Устройство работает следующим образом.

При включении устройства переменный сигнал генератора 9 через усилитель 10 мощности подается к пьеэокерамическому преобразоватепю ll, который совершает продольные колебания с резонансной частотой. Так как преобразователь упруго сопряжен с ротором 12 вибродвигатель иэ-за сил трения с наконечником преобразователя вращается с определенной угловой скоростью. Сигнал с датчика угловой скорости 13 через усилитель 14 (фиг. 3 a) подается к счетному входу триггера 15. Сигнал с прямого выхода триггера 15 запускает формирователи импульсов длительности, формирующие положительные импульсы. При пуске ротора 12 вибродвигатепя положительный полупериод сигнапа на выходе триггера

i5 (фиг. 3 з) сравнивается по длительности с отрицательным импульсом (фиг.

3 и), который через инвертор 23 поступает с формирователя 19 импульсов максимальной длительности, в схеме

И-HE 17, на выход@ которой формирует6627 4 ный с ротором 12 вибродвигателя и подключенный к входу усилителя 14, выI ход которого подключен к входу счетно го триггера 15, прямой выход которого соединен с первыми входами первой 16 и второй 17 схем И-НЕ и входами двух формирователей импульсов минимальной

18 и максимальной 19 длительности, выходы которых подключены к первым

10 ьходам соответственно третьей 20 и четвертой 21 схем И-HE и через первый 22 и второй 23 инверторы — к вторым входам соответственно первой 16 и второй 17 схем И-НЕ, выходы кото35 рых соединены с входами установки нуля соответственно первого 24 и второго

25 Т-триггеров, подключенных входами установки единицы к выходам третьей

20 и четвертой 21 схем И-НЕ, вторые

20 входы которых соединены с инверсным выходом счетного триггера 15 и с первым входом генератора линейнонарастаюшего напряжения 2. Два других вентиля

26 и 27 блока 8 управления подключены к выходам соответственно первого 24 и второго Т-триггеров, которые соединены такие через третий 28 и четвертый

29 инверторы с входами вентиля 7. Вторые входы вентилей 26 и 27 подключены к выходам соответственно первого

30 и второго 31 блоков опорных напряжений.

27 (фиг. 3 е ) в схеме Р -HE 16 и сигналы с ее выхода (фиг. 3 ) поддерживают в нулевом состоянии триггер 24. Если из-эа инерции ротора ипи других возмущений угловая скорость ротора станови1 ся больше определенной заданной величины, т.е. она выходит иэ зоны действия фаэовой системы регулирования (фиг. 2), то длительность периода сигнала датчика

13 становится меньше минимальной длительности формирователя 18 (момент В фиг. 2). В этом случае отрицательный импульс с инверсного выхода триггера

15 (фиг. Зд ) сравнивается по длительности с положительным импульсом фор- мирователя 18 (фиг. 3 м) в схеме

И-НЕ 20, на выходе когорой появляются импульсы (фиг. 3 н), устанавливающие триггер 24 в"единичное состояние.

Сигнал триггера 24 через инвертор 28 закрывает вентиль 7 и открывает вентиль 26, через который с блока 30 опорного напряжения 30 на вход управления генератора 9 подается сигнал, обеспечивающий максимальное торможение ротора 12, угловая скорость которого уменьшается и входит в зону действия системы фазовой регулировки (момент фиг. 2).

Предложенное устройство повышает

: быстродействие пуска в старт-стопном режиме работы вибродвигатепя, причем оно уменьшает вероятность срыва работы при случайных выбросах скорости в большую или меньшую сторону, а тем самым повышает точность регулировки угловой скорости ротора вибродвигателя.

I изобретения

Фоpмуп&

Устройство дпя питания пьезоэлектрического вибродвигателя, содержащее последовательно соединенные блок управления, генератор переменного напряжения, усилитель мощности и пьезокерамический преобразователь, сопряженный с ротором вибродвигателя, датчик угловой скорости, также сопряженный с ротором вибродви„гателя и подключенный к входу усилителя, формирователь импульсов, схему

И-НЕ и четырехдиодный ключ, на выходе которого включен конденсатор, о т л ич а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения эффективности, в него введены счетный триггер, два формирователя импульсов минимальной и максимальной длительности, три схемы И-НЕ, четыре инвертора, два Т-триггера, два блока

5 7166 ся импульс (фиг. 3 к), устанавливающий в единичное состояние триггер 25. Сигнал триггера 25 через инвертор 29 закрывает вентиль 7 блока управления 8 и открывает вентиль 27, через который с блока

31 опорного напряжения на вход управления генератора 9 переменного напряжения поступает сигнал, определяющий максимальную амплитуду переменного сигнала, который через усилитель 10 мошности 1О поступает на. пьезокерамический преобразователь 11. Этим обеспечивается максимальный момент вращения ротора 12 и тем самым минимальное время переходного nporIecca пуска. С возрастанием уг ловой скорости .ротора 12 длительность периода Т сигнала датчика 12 уменьшается и она становится меньше длительности импульсами „формирователя 19.

В этот момент (фиг. 2) на выходе

4 схемы И-НЕ 21 появляются отрицательные импульсы, устанавливающие триггер

25 в нулевое состояние (фиг. 3 3 ).

Сигнал триггера 25 закрывает вентиль

27 и через инвертор 29 открывает вентиль 7, через который с буферного усилителя 6 на управляющий вход генератора 9 поступает сигнал фаэовой системы регулирования угловой скорости ротора

12, работаюшей следующим образом.

Сигнал с инверсного выхода триггера 15 отрицательным фронтом запускает генерарот 3 линейно-нарастающего напряжения.

Опорный генератор 1 через формирователь импульсов 2 открывает диодный З5 ключ 4, во время открытого состояния которого запоминающий конденсатор 5 эаряжается.до величины напряжения на выходе блока 3, пропорциональной мгновенной скорости ротора 12. Задним, фрон40 том импульса опорного генератора 1 напряжение на выходе .генератбра 3 сбрасывается к нулю. Таким образом сигнал с запоминающего конденсатора 5, который практически остается постоянньы во время следующего периода, через буферный усилитель 6 и вентиль 7 подается к генератору 9. Во время установившегося режима отрицательные импульсы с инверсного выхода триггера 15 (фиг. 3 $ ) равниваются с положительными импульсами формирователя 19 (фиг. Зб ) в схеме И-НЕ 21, и сигналы с ее выхода поддерживают триггер 25 в нулевом состоянии. Положительные

55 импульсы с прямого выхода триггера 5 (фиг. 3 3 ) сравниваются с отрицательными импульсами формирователя 18

716627

7 опорных напряжений, опорный генератор, генератор "линейно-нарастающего напря- жения и буферный усилитель, а блок уйраЫейия содержйт три вентиля, причем выход усилителя подключен к входу счетного триггера, прямой выход которого соединен с йервыми входами первой ,и второй схем И-НЕ и ьходами двух фор мирователей импульсов минимальной и максимапьной длительности, выходы ко- 10 .торйх йодключены к первым ьходам соответственно третьей и четвертой схем

И-НЕ и через первый и второй инверторй - к вторым входам соответственно первой и второй схем И-НЕ, выходы которых соединены с входами установки нуля соответственно первого и второго

Т-триггеров, подключенных входами установки единицы к выходам третьей и четвертой схем -HE, вторые входы кото20 рых соединены с инверсным, выходом счетного триггера и с первым входом генератора линейно-нарастающего напряжения, второй вход которого подключен

8 к одному выходу опорного генератора, вторым выходом подключенного через формирователь импульсов к входу четырехдиодного ключа, другой вход которого соединен с выходом генератора линейно-нарастающего напряжения, а выход которого подключен к одному из входов вентиля блока управления, соединенного двумя другими ьходами через третий и четвертый инверторы с выходами соответственно первого и второго Т григгеров и с входами соответственно второго и третьего вентилей блока управления, вторые ьходы которых подключены к выходам соответственно первого и второго. блоков опорных напряжений.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 506057, кл. 511 В 15/28, 1974, 2. Авторское свидетельство по заявке

М 2401439в KlI Э 06 В 1 06э 3 977 (прототип) .

716627

8 д е

Ж

Составитель В. Антипов

Редактор А. Шмепькин Техред Н. Ковалева Корректор А. Задерновская

Заказ 9704/6 Тираж 865 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

° Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4