Пьезоэлектрический привод

 

нв т оп ис Аи"- й-""

Союз Советских

Соцналисткческих

Республик

)728185

ИЗОБРЕТЕН И

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 24.10.77 (21) 2542351/18-25 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 15.04.80. Бюллетень № 1

Дата опубликования описания 25.04.80

) М. Кл2

Н01 L41/10

Н 02 N 11/00

Госудерстееииый комитет

) УДК 621.313. .13 (088.8) до делам изобретений и открытий (72) Авторы ...изобретения

В. С. Вишневский, И. А. Карташев и В. В. Лавриненко

Киевский ордена Ленина политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (71) Заявитель (54) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРИВОД

Изобретение относится к области электроприводов, в частности к пьезоэлектрическим приводам, и может быть использовано в точных механизмах, например в механизмах магнитофонов и электрофонов.

Известны пьезоэлектрические приводы, применяемые в магнитофонах и электрофонах, содержащие электромеханический резонатор, опирающийся на поверхность гладкого ротора (1) .

Известен, в частности, пьезоэлектрический привод, содержащий ротор, статор и электромеханический резонатор (2) .

В этом двигателе вращение ротора осуществляется за счет фрикционного взаимодействия между концом электромеханического резонатора и поверхностью ротора.

Постоянный прижим электромеханического резонатора к ротору осуществляется .с помощью жесткой пружины, магнитных сил либо сил тяжести.

Недостатком известного привода является нестабильность вращения ротора, что объясняется тем, что технологические возможности современного производства роторов для пьезоэлектрических двигателей рграничены точностью изготовления 2 — 3 мкм.

У пьезоэлектрического двигателя с такими биениями ротора коэффициент нестабильности мгновенной скорости составляет !в

3%, что исключает применение его в качестве привода сигналоносителя в магнитофоне или электрофоне высокого класса.

Увеличение точности изготовления роторов резко повышает их стоимость, что приводит к экономической нецелесообразности применения пьезоэлектрических двигателей в магнитофонах и электрофонах.

Указанное значение коэффициента нестабильности игновенной скорости определяется в основном тем, что при вращении ротор, имеющий биения, деформирует с частотой вращения пружину, прижимающую электромеханический резонатор к поверхности ротора. При этом в одну половину периода скорость вращения ротора уменьшается (пружина сжимается), а в другую— скорость увеличивается (пружина разжимается), сообщая дополнительное ускорение

20 ротору.

Гармонический анализ нестабильности скорости вращения ротора показывает, что в колебания мгновенной скорости в пьезоэлектрическом приводе основной вклад вно1

3 сится на частоте вращения ротора. При величине этого вклада 1 — 2% высокочастотные составляющие нестабильности составляют примерно 0,1 — 0,15%.

Целью изобретения явЛяется стабилизация мгновенной скорости вращения путем

"Периодического подтормаживания ротора тормозным моментом, зависящим от углово го положения ротора относительно статора.

Цель достигается тем, что пьезоэлектрический привод, содержащий ротор, статор и электромеханический резонатор, снабжен тормозом, состоящим из неподвижного элеЪ ейта, устайовленного на статоре и эксцент ричного подвижного элемента, установленного на оси ротора.

Неподвижный элемент тормоза выполнен 8 виде постоянного магнита, а подвижный элемент — в виде сектора из проводящего материала.

Как вариант подвижный элемент тормоза вь1полйен в виде постоянно1.о магнита.

На чертеже схематически представлен пьезоэлектрический привод.

Пьезоэлектрический привод содержит электромеханический резонатор 1, опирающийся на поверхность ротора 2, и статор 3.

На оси 4 ротора установлен подвижный элемент 5 тормоза, закрепленный с помощью фиксирующего винта 6. На статоре пьезоэ11ектрического припода установлен неподвижный элемент 7 тормоза.

Подвижный элемент тормоза может быть выполнен в виде эксцентричной металлической пластины. Неподвижный элемент тор" Яоза выполнен в виде постоянного магнита.

Как вариант подвижный эл@аент тормоза может быть выполнен в виде постоянного

" магнита.

В этом случае степень взаимодействия между элементами тормоза увеличится, что обеспечит более эффективную стабилизацию.

При вращении ротора 2 подвижный элемент тормоза 5 "перйодическй йроходит в магнитном зазоре неподвижного элемента 7.

При прохождении магнитного зазора в металле подвижного элемента 5 возбуждаются токи Фуко, магнитные поля которых взаимодействуя с полем постбянного магнита неподвижного элемента 7, тормозят ротор.

Смещая подвижный элемент 5 тормоза вокруг оси ротора можно добиться такого положения подвижного элемента, что при ускорении вращения ротора за счет биений

728185 будет происходить его торможение тормозом.

Степень торможения можно регулировать с помощью удаления или приближения постоянного магнита. Закон торможения тормозом ротора должен зависеть от углового положения ротора и задается с, помощью формы подвижного элемента тормоза. Таким образом, в момент ускорения вращения ротора с помощью тормоза происходит его торможение или выравнивание скорости вращения ротора в пределах одного его

1 оборота, т. е. уменьшение нестабильности мгновенной скорости вращения пьезоэлект-рического привода на частоте вращения.

Применение тормоза позволяет уменьшить коэффициент нестабильности вращения

1 пьезоэлектрического привода с 1 — 3% до

0,15 — 0,2%, что позволяет использовать предлагаемый пьезоэлектрический привод в магнитофонах и электрофонах первого и высшего классов. Кроме того, применение пьезоэлектрического привода в аппаратах видеоло записи позволит упростить их кинематическую схему, что примерно на 20% снизит их стоимость.

Формула изобретения

1. Пьезоэлектрический привод, содержащий ротор, статор и электромеханический резонатор, отличающийся тем, что, с целью стабилизации мгновенной скорости вращезц ния путем периодического подтормаживания ротора тормозным моментом, зависящим от углового положения ротора относительно статора, привод снабжен тормозом, состоящим из неподвижного элемента, установленного на статоре и эксцентричного подвижного элемента, установленного на оси ротора.

2. Привод по п. 1, отличающийся тем, что неподвижный элемент тормоза выполнен в виде постоянного магнита, а подвижный элемент — в виде сектора из проводящего материала.

3. Привод по и. 1, отличающийся тем, что подвижный элемент тормоза выполнен в виде постоянного магнита.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 570099, кл. G 11 В 15/40; 1976.

2; Патент США № 4019073, кл. 310-8.2, опублик. 29.06.77 (прототип) .

ЦН И И П И Заказ 1147/50

ТиражЗНПодписФилиал П П П «йа1 унт», г. Ужгород, ул. Проектная, 4