Устройство для автоматической подстройки максимальной амплитуды колебаний пьезокерамического преобразователя вибродвигателя Советский патент 1979 года по МПК B06B1/06 

контура генератора переменного напряи жения, а выход компаратора подсоединен ко второму входу схемы I4-HE.

На фиг. 1 представлена электрнческая схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы его работы; на г. 3 - внд резонансной крнвой пьеэокерамического преобразователя.

Генератор переменного напряжения 1 через усилитель мощности 2 подключен к пьеэокерамическому преобразователю 3, через концентратор 4 упруго сопряженному с ротором 5 вибродвигателя. Датчик механических колебаний 6 через усилитель 7 подключен к четырехдиодному ключу 8, пиковому формирователю 9 В компаратору 10, который через схему И-НЕ 11 подключен к стррби|рук щему входу ключа. Выход ключа подсоединен к конденсатору 12, второму входу компаратора и базе транзистора 13, в коллекторной цепи которого включена обмотка 14 управления, сопряженная с обмоткой индуктивности 15 генератора. К :эмиттеру транзистора 13 подключен эмиттерный резистор 16.

Устройство работает следующим об разом. ; -- Сигнал с генератора 1 переменного напряжения через усилитель 2 мощности подается на пьезокерамический преобразователь 3. Пьезокерамический преобразователь из-за обратного пьезоэффекта совершает гфодольные колебания, амплутуда которых усиливается при помощи концентратора 4, уНруго сопряженного с ротором 5 вибродВ1Йгателя. Ротор 5 на- чинает вращаться с определенной угловой скоростью .пропорциональной амплитуде колебаний .концентратора 4, а тем самым и пьезокерамического преобразователя 3. Сигнал механических колебаний концентратора 4 с датчика 6 через усилитель 7 подается на входы четырехдиодного ключа 8 пикового формирователя 9 . и компаратора 10. Пиковый формирователь 9 формирует короткий импульс на каждь1Й период входногЧ) сигнала при достижении его пикового значения (см. фиг. 2 а). Сигнал формирователя 9 через схему И-НЕ 11 открывает четырехдиодный ключ 8, и конденсатор 12 заряжается ДО мгновенного значеиия амплитуды сигнала на выходе усилителя 7. Напряжение ков денсатора 12, подключенного к базе транзистора 13, соответствует определенному его коллекторному току, проходящему через обмотку 14 управления и эмиттерный резистор 16. Ток через обмотку 14 управления пропорционален магнитной проницаемости ферромагнитного сердечника, на котором вместе намотаны обмотки 14 и 15. При изменнии магнитной проницаемости сердечника меняется индуктивность L обмотки 15, которая выражается следующей формулой;

-Г

где W - количество винтов;

// - магнитная проницаемость сердечь-г ка;

S - площадь сердечника;

gp- средняя длина магнитной силовой линии..

Изменение индуктивности L обмотки 15. включенной в резонансный контур генератора 1 переменного напряжения, способствует синхронному изменению его частоты генерируемых колебаний. Каждый раз, когда амплитуда сигнала колебаний концентратора 4 с выхода усилителя 7 (см. фиг. 2 а) превышает амплитуду напряжения конденсатора 12, компаратор 10 формирует положительный импульс (см. фиг. 2 :.б), открывающий схему И-НЕ и тем самым разрешающий проход сигнала формирователя 9, открывающего 1ШЮЧ 8. Наибольшая амплитуда колебаний концентратора 4 при резонанс1е соответствует частоте генератора 1 на определенную величину рассогласования АОи относительно резона нсной частоте систем : пьезокераМи-. ческий преобразователь 3 - концентратор 4 - усилитель 7 (см. фиг. 3, точка А). При этом амплитуда напряжения конде catbpa 12 превышает, амплитуду сиг- , нала на выходе усилителя 7,. и отрицательный уровень. сигнала на выходе компаратора 10 поддерживает закрытой схему И-НЕ 11, которая не пропускает импульсов формирователя 9. КоНаенсатор 12 рйзряжается: через транзистор 13 с постоянной времени К- RC, значительно большей периода сигнала генератора 1. С разрядом конденсатора 12 меняется ток через обмотку 14 управления, а тем самым и индуктивность обмотки 15, таК| что частота генератора 1 приближается к резонансной частоте Ш преобразователя 3 с концентратором 4. Когда амплитуда сигнала усилителя 7 превышает амплитуду на