Устройство для управления пьезоэлектрическим вибродвигателем Советский патент 1980 года по МПК H02N2/14 H01L41/09 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ВИБРОДВИГАТЕЛЕМ Изобретение относится к области прнборостроения и может быть использовано в прецизионных исполнительных узлах. Известен вибродвигатель, содержащий гввератор, пьезопреобразователь и ротор, причем пьезопреобразователь выполнен из пластин, образукацих треугольник, взаимодействующих вершинами с ротором, а электроды каждой из пластин подсоединены к трехфазному генератору Щ, Недостатки данного вибродвигателя состоят в том, что он не обеспечивает высокой стабильности скорости вращения и быстродействия в шаговом режиме работы. Для повьпиення стабильности вибродвигателя их снабжают датчиками скорости, которые Через источник питания или иным путем стабилизируют скорость вращения ротора. Так, известно устройство для у правления пьезоэлектрическим вибродвигателем ,содер жашее собственно вибродвигатель, установленный на опорах и сопряженный с датчиком скорости вращения, подключенным через усилитель-формирователь и частотный дискриминатор к генератору переменного напряжения 2J. Датчик скорости известного устройства выполнен в виде гибкого диска, укрепленного на валу ротора и размещенного в зазоре С-образного резонатора, сопряженного с пьёзопластинками. 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 вибродви- гатепя в шаговом режиме работы и уменьшение габаритов. Поставленная цель достигается тем, что устройство для управления пьезоэлектрическим вибродвигателем, содержащее вибродБНгатель, установленный на опорах и сопряженный с датчиком скорости вращения, подключенным через усилитель-фор374

мирователь и частотный дискриминатор к генератору переменного напряжения, снабжено фазовращателем,коммутатор ом,схемой задержки и блоком управления,ко входу которого подключены шины пуска, ревьерса и остановки, последняя на которых через схему задержки подключена к коммутатору, сопряженному также с выходом бло ка управления, выходы коммутатора подсоединены к фазовращателю и генератору переменного напряжения, которые соединены между собою и подключены к обкладкам двух идентичных пьезокерами- ческих преобразователей, установленных с нат51Гом и сопряженных с внутренней поверхностью ротора вибродвигателя, в качестве опор которого использованы no/j.шипники качения, а подвижная часть датчика скорости вращения установлена на внутренней стороне ротора вибродвига- теля.

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

Устройство состоит из блока управ- ления 1, к которому подключеньг шины пуска, реверса и остановки. Шина остановки также через блок задержки 2 подсоединена к коммутатору 3, к другому входу которого подсоединен выход блока управления. Коммутатор подключен к фазовращателю 4 и генератору переменного напряжения 5, выходы которых подсоединены к обкладкам двух пьезокерамических преобразователей б, 7, соединенных жест 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 усили- тель-формирователь 11 и частогаый дискриминатор 12 подключен к генератору, Другие концы пьеаопреобразователей установлены в держателе 13, один конец которого установлен на оси 14, а другой конец через пружину 15 соединен с корпусом 16. Подвижная часть 17 датчи ка скорости вращения выполнена с свето пропускаемыми прорезами и установлена на внутренней стороне ротора, что способствует уменьшению габаритов устройства. Электрическая схема питания и управ ления монтируется на основании внутри безосевого ротора.

Работает устройство следующим образом.

Управление устройством осуществляется при помощи команд через шины пус794

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 пьезоПреобраэователей 6, 7 их общий наконечник, упруго взаимодействующий с внутренней поверхностью ротора 8, выполненного в виде кольца, совершает микроперемещения по эллипсу. Если сигнал питания пьезопреобразователя 6 опережает, на пример, на 90® 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 или другую сторону сигнал с датчика 10 скорости вращения через усилитель-фор™ мирователь 11 и частотный дискриминато 12 подается к управляющему входу генератора 5, Сигнал ощибки скорости вращения с выхода дискриминатора 12 управляет амплитудой питания пьезопреобра. зователей 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 включает реверсирование ротора 8, на определенное время устанавливаемое схемой задержки 2, после чего выклчается питание преобразователей 6, 7, при отключенном напряжении питания преобразователи 6, 7 служат как тормоза.

Формула изобретения

1. Устройство для управления пьезоэлектрическим вибродвигателем, содержащее вибродвигатель, установленный на опорах и сопряженный с датчиком скорости вращения, подключенный через усилитель-формирователь и частотный дискриминатор к генератору переменного напряжения, отличаюШееся тем, что, с целью повышения быстродействия