Устройство для управления пьезоэлектрическим вибродвигателем

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскнк

Социалмстическик

Республик () 744879 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51)М. Кл. (22) За влево 0 3.04. 78 (2 I ) 2630390/24 25 с присоединением заявки .%

Н 02 N 11/00

3Ьеудерстееииый комитет СССР (23) П риоритет по делом изобретений н открытий

Опубликовано 30.06.80, Бюллетень Ж 24

Дата опубликования описания 30.06.80 (53) УДК 537.228.. 1(088.8) A.— Ý. А. Жукас, В. С. Баринов, A.— Â. А. Буда, С. Ю. Гервицкас, B. В. Жалаускас и К. М. Рагульскис (72) Авторы изобретения (7I ) Заявитель

Каунасский политехнический институт им. А. Снечкуса (54} УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ВИБРОДВИГАТЕЛЕМ

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано в прецизионных исполнительных узлах.

Известен вибродвигатель, содержащий геттератор, пьезопреобразователь и ротор, причем пьезопреобразователь выполнен из пластин, образующих треугольник, взаимодействующих вершинами с ротором, а электроды каждой из пластин подсоединены к трехфазному генератору (11. то

Недостатки данного вибродвигателя состоят в том, что он не обеспечивает высокой стабильности скорости вращения и быстродействия в шаговом режиме ðàботы, Для повышения стабильности вибродвигателя их снабжают датчиками скорости, которые через источник питания или иным путем стабилизируют скорость вращения ротора.

Так, известно устройство для управления пьезоэлектрическим вибродвигателем,содержащее собственно вибродвигатель, установленный на опорах и сопряженный с датчиком скорости вращения, подключенным через усилитель-формирователь и частотный дискриминатор к генератору переменного напряжения 21 .

Датчик скорости известного устройства выполнен в виде гибкого диска, укрепленного на валу ротора и размещенного в зазоре С-образного резонатора, сопряженного с пьезопластинками.

Недостатки известного устройства состоят в том, что оно не обеспечивает высокого быстродействия в шаговом режиме работы, кроме этого, габариты являются относительно большими.

Целью изобретения является повышение быстродействия остановки вибродвигателя в шаговом режиме работы и умень шение габаритов.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для управления пьезоэлектрическим вибродвигателем, содержащее вибродвигатель, установленный на опорах и сопряженный с датчиком скорости вращения, подключенным через усилительфор25

Работает устройство следующим образом.

Управление устройством осуществляется при помощи команд через шины пусмирователь и частотный дискриминатор кгенератору переменногонапряжения, снабжено фазоврвщвтелем,коммутатором, схемой задержки и блоком управления,ко входу которого подключенй шины пуска, реверса и остановки, последняя иэ которых через схему задержки подключена к коммутатору, сопряженному также с выходом блока управления, выходы коммутатора подсоединены к фаэсвращателю и генератору 10 переменного напряжения, которые соединены между собою и подключены к обкладкам двух идентичных пьеэокерамических преобразователей, установленных с натягом и сопряженных с внутренней поверхностью ротора вибродвигвтеля, в качестве опор которого использованы под.шипники качения, а подвижная часть датчика скорости вращения установлена на внутренней стороне ротора вибродвига- о теля.

На фиг. 1 представлена электрическая и механическая схемы устройства, на фиг. 2 - вид устройства в разрезе.

Устройство состоит иэ блока управления 1, к которому подключены шины пуска, реверса и остановки. Шина остановки также через блок задержки 2 подсоединена к коммутатору 3, к другому входу которого подсоединен выход блока 30 управления„Коммутатор подключен к фазовращвтелю 4 и генератору переменного напряжения 5, выходы которых подсоединены к обкладкам двух пьеэокерамических преобразователей 6, 7, соединенных жест- д5 ко под углом между собою и с натягом сопряженных с внутренней поверхностью ротора 8, выполненного в виде кольца на подшипниках качения 9. Датчик 10 скорости вращения ротора через усилитель-формирователь 1 1 и частотный дискриминатор 12 подключен к генератору.

Другие концы льезопреобраэоввтелей установлены в держателе 13, один конец которого установлен нв оси 14, а другой а5 конец через пружину 15 соединен с корпусом 16. Подвижная часть 17 датчика скорости вращения выполнена с свето пропускаемыми прорезами и установлена на внутренней стороне ротора, что способ- 50 ствует уменьшению габаритов устройства.

Электрическая схема питания и управления монтируется нв основании внутри безосевого ротора. ка, реверса и остановки и блока управления 1, поступающих к коммутатору 3.

Сигнал коммутатора запускает генератор

5, переменное напряжение с которого непосредственно и через фазовращатель

4 поступает на пьезокерамические преобразователи 6 и 7, заставляя их совершать продольные колебания. В зависимости от фазового рассогласования между сигналами питания пьезопреобразователей 6, 7 их общий наконечник, упруго взаимодействующий с внутренней пс верхностью ротора 8, выполненного в виде кольца, совершает микроперемещ ния по эллипсу. Если сигнал питания пьезопреобрвзователя 6 опережает, например, на 90О сигнал питания пьезопреобразователя 7, то ротор 8 будет вращаться по часовой стрелке, если же сигнал питания преобразователя 7 опережает сигнал питания преобразователя 6 то ротор будет вращаться в противоположную сторону, т. е. против часовой стрелки. При вращении ротора 8 в одну ипи другую сторону сигнал с датчика 10 скорости вращения через усилитель-формирователь 11 и частотный дискриминатор

12 подается к управляющему входу генератора 5. Сигнал ощибки скорости вращения с выхода дискриминатора 12 управляет ам плитудой пи тания пьеэопр е обр аэователей 6, 7 и компенсирует колебания угловой скорости вращения ротора

8, Этим обеспечивается стабильность скорости вращения.

При включении реверса коммутатор 3 переключает фазы питания преобразователей 6, 7. Для увеличения быстродействия остановки ротора 8 сигнал команды остановки вк;почвет реверсирование ротора

8, нв определенное время устанавливаемое схемой задержки 2, после чего выклк чается питание преобразователей 6, 7, при отключенном напряжении питания преобразователи 6, 7 служат как тормоза.

Формула изобретения

1. Устройство для управления пьезоэлектрическим вибродвигвтелем, содержащее вибродвигатель, установленный на опорах и сопряженный с датчиком скорости вращения, подключенный через усилитель-формирователь и частотный дискриминатор к генератору переменного напряжения, о т л и ч а ю и(е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия

5 7448 остановки вибродвигателя в шаговом режиме работы, оно снабжено фазовращателем, коммутатором, схемой задержки и блоком управления, ко входу которого подключены шины пуска, реверса и остановки, последняя из которых через схему задержки подключена к коммутатору, сопряженному также с выходом блока управления, выходы коммутатора подсоединены к фазовращателю и генератору пере- 10 менного напряжения, которые соединены между собою и подключены к обкладкам двух идентичных пьезокерамических преобразователей, установленных с натягом и сопряженных с внутренней поверхностью !5 ротора вибродвигателя, в качестве опор которого использованы подшипники качения.

2. Устройство по п. l, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения габаритов, подвижная часть датчика скорости вращения установлена на внутренней стороне ротора вибродвигателя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 480875, кл. F 16 Н 17/00, 05.05.75.

2. Авторское свидетельство СССР

Мю 506057, кл. 5 11 В 15/28, 05.03.76 (прототип).