Устройство для питания пьезоэлектрического вибродвигателя Советский патент 1979 года по МПК H02N2/14 H01L41/09 

Настоящее изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для питания пьезокерамнческих преобразователей вибродвигате- лей и ультразвуковых излучателей. Известен вибродвигатель, содержащий пьезоэлектрический преобразователь который выполнен из пластин, образующи треугольник, взаимодействующий верщи- нами с ротором, а электроды каждой из пластин подсоединены к. трехфазному генератору l. Недостаток известного устройства состоит в низкой экономичности. Известно устройство для питания пье- зоэЛектрического вибродвигателя, содержащее генератор переменного напряжения через усилитель Мощности, подсоединенный к выходному трансформатору, во вто ричной обмотке которого последовательно соединены обмотка переменной индук тивности и пьезокерамический преобра- зователь, сопряженный с ротором . Недостатками известного устройства являются плохое согласование импеданса выходного трансформатора с импедансом пьезокерамического преобразователя в широком диапазоне частот и низкая экономичность. Цель настоящего изобретения состоит в улучщении согласования импеданса выходного трансформатора с импедансом пьезокерамического преобразователя в широком диапазоне частот и повьпкение экономичности. Это достигается тем, Что предлагаекюе устройство снабжено аттенюатором, инвертором, двумя триггерами Шмидта, Т-триггером, блоком управления, демодулятором широтно импульсномодулированного сигнала, выход которого через блок управления сопряжен с обмоткой переменной индуктивности, к точке соединения которой со вторичной обмоткой выходного трансформатора через аттенюатор подсоединен вход первого триггера Шмидта, выход которого подклк чен ко входу установки единицы Т-триггера, выход которого подсоединен ко вхо ду демодулятора широтно-импульсиомоду лированного сигнала, а ко входу установ ки нуля Т-триггера через инвертор подключен выход второго триггера Шмидта, вход KOTOpoiX) подсоединен к точке соединения пьезокерамического преобразователя и резистора, включенного после довательно во вторичной обмотке выходного трансформатора. На фиг. 1 представлена электрическа схема, на фиг. 2 - временные диаграммы работы устройства. Генератор 1 переменного, напряжения через усилитель 2 мощности и выходной трансформатор 3 подключен к последЬвательно соединенным обмотке 4 переменной индуктивности, пьезокерамическому преобразователю 5, сопряженному с ротором б, и резистору 7. Аттенюатор 8 через Tpvnrep Шмидта 9 подсоединен ко входу установки единицы Т-о-риггера 10, выход которого через демодулятор 11 и блок 12 управления сопряжен с обмоткой 4. Вход установки нуля тригге ра 10 через инвертор 13 и триггера Шмидта 14 подсоединен к точке соедине ния резистора 7 с пьезокерамическим преобразователем 5. Устройство работает следующим образом. С)ягнал с генератора 1 переменного напряжения через усилитель мощно ти 2 и выходной трансформатор 3 подается к пьезокерамическому преобразователю. 5, сопряженному с ротором 6. Частота сигнала генератора 1 соответст вует резонансной частоте механических колебаний преобразователя 5, сообщающему наибольщий крутящий момент ротору 6 при их взаимодействии. Ддя компенсации статической емкости Со пьезокерамического преобразовав теля 5, а тем самым повыщения экономичности устройства и согласования им педанса выходного трансформатора 3 с импедансом преобразователя 5 включена обмотка 4, индуктивность LQ которой подбирается из условия 0 , При работе вибродвигателя иа-аа переменной сипы прижима преобразователя 5 к ротору 6, при изменении температуры и напряжения питания, меняется е резонансная частота и не выполняется условие (l), что снижает экономичност и эффективность работы всетч) устройства. В этом случае нагрузка выходного трансформатора является комплексной и появляется сдвиг между }шпряжением и током питания. Сигнал со вторичной обмотки выход1юго трансформатора 3 через аттенюатор 8 (фиг. 2-15) подается к триггеру ШмрщТа 9, на выходе которого формируется меандр (фиг. 2-16), положительные фронты которого устанавливают в единичное состояние триггер 10. Сигнал с резистора 7 подается к триггеру Шмидта 14, на выходе которого формируется меандр, который через инвертор 13 (фиг. 2-17) подается ко входу установки нуля триггера 10. На выходе триггера 10 формируется широтно-импульсноМодулированный (ШИДО сигнал (фиг. 218), который через демодулятор 11 широтно-импульсномодулйрованного сигнала подается к блоку 12 управления. Блок 12, сопряженный с обмоткой- 4, управляет ее индуктивностью, таким образом, что при любом изменении резонансной частоты пьезокерамического преобразователя 6 и частоты сигнала генератора 1 синхронно меняется индуктивность обмотки 4 и всегда выполняется условие (l). Это достигается следующим образом. При изменении резонансной частоты преобразователя 5 в одну или другую сторону появляется фазовый сдвиг между сигналами на вторичной обмотке выходного трансформатора 3 и на резисторе 7. Вследствии этогр меняется соотноще1тае положительных и отрицательных импульсов ШИМ-сигнала (фиг. 2-19, фиг. 2.-2О) на входе демодулятора 11, что управляет индуктивностью обмотки 4. Таким образом, в щирокоМ диапазоне частот обеспечивается согласование, импеданса трансформатора 3 с импедансом пьезокерамического преобразователя 5, что также способствует повышению экономичности устройства в целом. Формула изобр, етения Устройство для питания пьезоэлектрического вибродвигателя, содержащее генератор переменного напряжения, через усилитель мощности подсоединенный к выходному трансформатору, во вторичной обмотке которого последовательно сое- диненъ обмотка переменной индуктивное- ти и пьезокерамический преобразователь.

сопряженный с pOTOpoKi, отличающееся тем, что, с целью улучшения согласования импеданса выходного -Трансформатора с импедансом пьезокерамнчесКого преобразователя в широком диапазоне частот и повышения экономичности, устройство снабжено аттенюатором, инвертором, двумя триггерами Шмидта, Т- риггером, блоком управления демодулятором широтно-импульсно модулированного сигнала, выход которого через блок управления сопряжен с обмоткой переменной индуктивности, к точке соединения которой со вторичной обмоткой выходного трансформатора через аттенюатор подсоединен йход первого триггера Шмидта, выход которого подключен ко

входу установки единицы Т-триггера, выход которого подсоединен ко входу демодулятора широтно-импульсномодулированного сигнала, а ко входу установки нуля Т-триггера через инвертор подключен выхсд второго триггера Шмидта, вхоп которого подсоединен к точке соединения пьезокерамичесКого преобразователя и резистора, включе1шого последовательно ко вторичной обмотке выходного трансформатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1,Авторское свидетельство СССР №480875. кл. F 16 Н 17/00, 1973.

2.АЬторское свидетельство СССР № 366017, кл. В 06 В 1/06, 1970.

-Vx/W

u

te

18

J

19

2й

n

лруо

.2