Способ возбуждения электромеханического пьезопреобразователя

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски н

Сон1калмстмческкн

Республик ()784944 (61) Дополнительное к авт. свид-ву—

I (22) Заявлено 25.12.78 (21) 2707185/18-25 (5!) М.К .

В 06 В 1/06

Н 01 L 41/00 с присоединением заявки ¹â€”

Гееудярственный квинтет

СССР (23) Приоритет—

Опубликовано 07.12.80. Бюллетень № 45

Дата опубликования описания l7.12.80 (53) УДК 537,228..1 (088,8) но денем нзобретеннй н аткрытнй

Ф

А. Ф. Улитко и В. А. Андрущенко О у

Институт механики АН Украинской ССР (72) Авторы изобретения (7!) Заявитель (54) СПОСОБ ВОЗБУЖДЕНИЯ ЭЛЕКТРОИЕХАНИЧЕСКОГО

ПЪЕЗОПР! :ОБРАЗОВАТЕЛЯ!

Изобретение относится к области приборостроения, в частности к волновым элек тродвигателям, и может найти применение в устройствах вибротранспортирования жестких тел.

Известны волновые электродвигатели, например (1), генератор бегущих волн деформации которых содержит несколько электромеханических пьезопреобразователей (ЭП) подключенных к мйогофазному геиератору электрического напряжения.

Такой составной генератор бегущих волн деформации сложен в изготовлении.

Известен также волновой электродвигатель, в котором электромеханический преобразователь (ЭП) с секцнонированными электродами возбуждается путем подвода к иим многофазного электрического напряжения (2).

Однако известный способ возбуждения

ЭП не позволяет получить предельной скорости перемещения жесткого тела, напрймер ротора, контактно взаимодействующего с волновой поверхностью. Наличие конечной шероховатости и неплоскостности соприкасающихся поверхностей, практически сравнимых с амплитудой бегущей волны, 2 приводит к взаимодействию жесткого элемента не только с гребнями бегущей волны, где элемент ускоряется, но и с впадинами, где происходит его частичное замедление.

° Целью изобретения является увеличе> - ние скорости перемещения жесткого тела, контактно взаимодействующего с электромеханическим пьезопреобразователем, Поставленная цель достигается тем, что электромеханический пьезопреобразователь, возбуждают, многофазным амплитудно-мо10 дулированным напряжением, причем часто. ту модуляции выбирают равной собственной резонансной. частоте электромеханического пьезопреобразователя.

Подачей многофазного амплитудно-модулированного напряжения на секционированные электроды ЭП возбуждают в последнем бегущую волну деформации с пульсирующей амплитудой. При соприкосновении жесткого тела с пульсирующей волновой поверхностью между ними происходит

20 виброударное взаимодействие, За счет боль. шой частоты модуляции, практически более 10 кГц, жесткое тело подвешивается

: над бегущей волновой поверхностью, что приводит к уменьшению контактного вза784944 нмодейсТвйя с ее впадинами н величЕнию скорости перемещения.

Поскольку ЭП работает в резонансном режиме, то при равенстве его собственной и модулирующей частот, .происходит наиболее эффективное увеличейне скорости перемещения жесткого тела.

Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг. 1 изображена схема вза-. имодействия жесткого тела с пульсирующей волновой поверхностью (в фиксированны момент времени); на фиг. 2 — схема устройства для возбуждения ЭП.

При распространении бегущей волны деформации с постоянной амплитудой 1 каждая точка, например 2 и 3, ее волновой поверхности 4 совершает круговые движения по траектории 5 (фиг. 1). За счет трения происходит передача кинетической, энергии от гребней бегущей волновой по* верхности 4 к жесткому элементу 6, который перемещается в направлении ?. Предельная скорость перемещения жесткого элемента 6 равна линейной скорости волновой поверхности 4 в точке касания, т.е. на гребне 2 бегущей волны, Понижение скорости связано с конечной шерховатостью

- и "неплоскостностью соприкасающихся поверхностей, при наличии которых жесткий элемент 6 контактирует не только с гребнями 2 волны, где передача кинетической энер гни в направлении распространения бегу. щей волны максимальна, но и между ними, где передача энергии происходит в обрат. ном направлении.

Особенность предлагаемого способа заключается в том, что он позволяет возбу дить бегущую волну деформации с пульсирующей амплитудой 8. Контактное взаимодействие с такой волной приводит к виброударному подвешиванию жесткого элемента 6 практически на уровне максимальной амплитуды гребня, что уменьшает тормозящее взаимодействие на участке между гребнями и увеличивает скорость его перемещения. Предложенный способ может быть реализован при помощи .устройства, схема которого приведена на фиг. 2.

Устройство содержит задающий генератор 9, соединенный с фазорасширите. лем 10, выполненным, например яо схеме сдвига.ощего регистра на дискретных элементах, выход которого соединен с мостовыми, например транзисторными усилите„лями 11, подключенными к источнику пос тоянного напряжения 12 через модулирующий трансформатор 13, запитанный от модулирующего генератора 14.

При подаче на электроды 15 ЭП 16, Ф выполненные, например в виде цилиндра из пьеэокерамнки, по шине 17 многофазного амплитудно-модулированного напряжения, в ЭП возбуждается пульсирующая бегущая волна деформации. При настройке задающим генератором 9 частоты многофаз1а ного напряжения на одну из высших (100—

1000кГц) резонансных частот ЭП в последнем возбуждают бегущую волну деформации, приводящую во вращение жесткий элемент 6. Настраивая частоту модулирующе- го генератора 14 на одну иэ низших резонансных частот (10 — 100,0 кГц) ЭП 11, например на частоту аксиальйого резонанса пьеэокерамического цилиндра, возбуждают пульсирующую бегущую волну, которая увеличивает скорость вращения жесткого зф элемента 6.

Использование предложенного способа . ;позволит прн одной и той же подводимой к ЭП мощности получить более высокую скорость перемещения жесткого тела по сравнению с известным способом

23

Формула изобретения

l. Способ возбуждения электромеханизр . ческого пьезопреобразователя с секционирова иными электродами путем подвода к ним многофазного электрического напряжения, отличающийся тем, что, с целью увеличения скорости перемещения жесткого тела, контактно взаимодействующего с электромеханическим пьезопреобразователем, последний возбуждают многофазным амплитудно-модулированным напряжением.

2. Способ возбуждения по п. 1, отличающийся тем, что частоту модуляции многофазного напряжения выбирают равной собственной резонансной частоте электромеханического пьезопреобразователя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Ме 526990, кл. Н 02 К 4!/06, 1976.

2. Патент Франции № 1496713, кл. F 16h, .опублик. 963.

784944

Составитель Т. Шукина

Редактор Н. Ахмедова Техред А. Бойкас Корректор М. Внгула

Заказ 87 I0/7 Тираж 565 Поднисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР яо делам изобретений н открытий

I 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., a. 4/5

Филиал ППП «Патеитэ, г. Ужгород, ул. Проектная, 4