Прецизионный пьезоэлектрический привод Советский патент 1993 года по МПК H02P5/00 H02P5/06 

ел С

Использование: в качестве прецизионного пьезоэлектрического привода в различных приборах и устройствах, в частности в магнитофонах, компактдисках и тому подобное. Сущность: содержит пьезоэлектрический двигатель и схему его управления, включающую задающий генератор, четный делитель частоты задающего генератора, усилитель мощности. Введение четного делителя частоты увеличивает стабильность движения и надежность в работе прецизионного пьезоэлектрического привода, уменьшая массы и габариты. 2 ил.

Изобретение предназначено для применения в качестве прецизионного пьезоэ-. лектрического привода в различных приборах и устройствах, в частности в магнитофонах, приводах компакт дисков и тому подобное.

Целью изобретения является увеличение стабильности движения и надежности работы прецизионного пьезоэлектрического привода, уменьшение веса и габаритов.

На фиг. 1 показана электрическая схема прецизионного пьезоэлектрического привода; на фиг. 2 - один из вариантов ее реализации.

Предлагаемый прецизионный пьезоэлектрический привод содержит пьезоэлектрический двигатель 1 и схему управления, содержащую: задающий генератор 2, четный делитель частоты 3, усилитель мощности 4, датчик частоты вращения, выполненный в виде намагниченного диска

5, сопряженного с ротором 6 и магнитной головки 7, усилитель сигнала управления 8, частотный детектор 9, выполненный по схеме генератора пилы. Резисти.вный сумматор 10 и варикап 11 (на фиг. 1 не показан.

Привод работает следующим образом.

При включении питания задающий генератор 2 начинает генерировать удвоенную резонансную частоту двигателя, четный делитель частоты 3 делит ее на 2 и подает резонансную частоту на усилитель мощно сти 4, который питает двигатель 1. Датчик частоты вращения выдает сигнал, частота которого пропорциональна частоте вращения двигателя. Этот сигнал снимается с магнитной головки 7 и подается на усилитель сигнала управления в и далее на частотный детектор 9. Частотный детектор вырабатывает постоянное напряжение обратно пропорциональное частоте вращения двигателя. Это напряжение подается на ре00

о ю

ч|

о

зистканый сумматор 10 и далее на варикап 11. По мере разгона двигателя напряжение на варикапе изменяется так, что частота задающего генератора смещается от резонансной частоты вниз до рабочей точки, где наступает баланс всей системы, В этой точке система находится в устойчивом состоянии и при воздействии дестабилизирующих факторов она стремится поддерживать час-, тоту вращения соответствующую рабочей точке.

Рассмотренная система представляет собой классическую схему статического регулирования, широко применяемую в автоматике, Одним из наиболее чувствительных элементов схемы по отношению к помехам является задающий генератор 1, т.е. любое произвольное изменение его частоты под действием помехи приводит к дестабилизации работы двигателя и системы в целом. Однако, т.к. в предлагаемом приводе между задающим генератором 1 с усилителем мощности 4 включен четный делитель частоты 3, то частота задающего генератора в 2 раза выше рабочей частоты двигателя и частоты электромагнитного поля помехи излучаемого двигателем и усилителем Мощности. В то же время, поскольку делитель частоты симметрирует форму напряжения, т.е. выравнивает длительность полупериодов, то в спектре напряжения подающегося на усилитель мощности и на двигатель отсутствуют четные гармоники. Это значит, что в предлагаемом приводе существует абсолютная развязка между задающим генератором и силовыми полями усилителя мощности и двигателя. Это устраняет возможность системы и дестабилизацию скорости как это происходит в прототипе.,

Рассматриваемая схема является одним из вариантов предлагаемого устройства, так частота генератора может выбираться в 2, 4, 6, 8 и т.д. раз выше частоты возбуждения двигателя при этом делитель должен делить частоту на 2,4; 6, 8 и т.д.

В схеме авторегулирования может присутствовать интегратор, что превратит ее в системуастатического регулирования. Кроме того, в некоторых случаях, если требуется стабильность мгновенной частоты вращения и нет необходимости стабилизировать среднюю частоту, то цепи обратной связи могут вообще отсутствовать.

Результаты практической реализации предлагаемого привода показали, что нестабильность частоты вращения его может быть доведена до 0,01 % в диапазоне частот механических возмущений 0 - 50 Гц. Это позволяет расширить область применения пьезоэлектрических приводов, используя их в различных прецизионных магнитофонах в качестве прямых ведущих приводов магнитной ленты. Кроме того в два раза уменьша- 5 ются габариты привода и увеличивается надежность его работы.

0

5

0

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Прецизионный пьезоэлектрический привод, содержащий пьезоэлектрический двигатель и схему управления, включающую задающий генератор и усилитель мощности, подключенный к выходу пьезоэлектрического двигателя, отличающийся тем, что, с целью увеличения стабильности движения и надежности в работе, привод снабжен четным делителем частоты задающего генератора, включенным между выходом задающего генератора и входом усилителя мощности.

Фиг.1