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

Изобретение относится к приборостроению, к устройствам питания и управления пьезоэлектрических и магнитострикционных вибродвигателей. Известно устройство для питания пьезоэлектрического вибродвигателя, содержащее блок управления через генератор переменного напряжения и усилитель мощности, подсоединенный к пьезокерамическому преобразователю, сопряженному с ротором вибродвигателя, формирователь импульсов, подключенный к диодному ключу, выход которого подключен к конденсатору, схемы И-НЕ и усилитель, причем устройство снабжено Т-триггерами, инверторами, вентилями, блоками опорных напряжени буферным усилителем, опорным генератором, генератором линейно-нарастающего напряжения и счетным триггером, прямой выход которого подключен пара лельно к первой и второй схемё1м И-НЕ и формирователям импульсов максимгшь ной и минимальной длительности, выхо ды формирователей через инверторы по соединены ко вторым входам первой и второй схем Й-НЕ и прямо к третьей и четвёртой схемам и-НЕ, ко вторым входги которых подключен инверсный выход счетного „триггера, подсоединен ный также к генератору линейно-нарастгиощего напряжения, который прямо подключен к диодному ключу и через опорный генератор.- к формирователю импульсов, причем выходы схем И-НЕ соответственно подсоединены ко входам установки нуля и единицы двух Т-триггеррв, выходы Т-триггеров прямо подключены к первому и второму вентилям блЬка управления, а через инверторы - к третьему вентилю, третий вход которого через буферный усилитель подклю чен к точке соединения конденсатора и диодного ключа, а ко вторым входам первого и второго вентилей подсоеди иены блоки опорных напряжений f . Недостатки этого устройства: слож иость электрической схемы, ограничен-ность частОтнЬго диапазона регулировки скорости и малый КПД. Наиболее близким к предлагаемому пЪ технической сущности является устройство для управления пьезоэлектрическим вибродвигателем, содержавде5в Члок управления, диодный мост, транзистор, трансформатор положительной обратной связи, согласующий трансформатор, в цепь первичнойобмотки которого последовательно включены вторичная обмотка трансформатора положительной обратной связи, фазовращатель с ограничителем, резонансный усилитель мощности, а в цепь вторич ной обмотки - первичная обмотка трансформатора положительной обратной связи, пьезокерамический преобразователь, сопряженный с ротором, одна диагональ диодного моста, другс диагональ которого подсоединена к коллектору транзистора f 2,

бднако в этом устройстве при изме нении момента внешней нагрузки ротора создаются колебания его угловой скорости.

Цель изобретения - уменьшение колебаний угловой скорости при изменении внешней нагрузки и расширение частотного диапазона компенсации при различных скоростях вращения ротора.

Это достигается тем, что в устройство предлагаемой конструкции введены датчик скорости, усилитель, часто ный дискриминатор, делитель напряжения и сумматор, один вход которого через делитель напряжения подсоединен к блоку управления, а другой вхо через последовательно соединенные частотный дискриминатор и усилитель к датчику скорости, выход сумматора подключен к базе транзи5 гора.

На чертеже представлена схема устройства.

Вторичная обмотка трансформатора положительной обратной связи 1 последовательно соединена с фазовращателем с ограничителем 2, резонансным усилителем 3, усилителем мощности 4 и первичной обмоткой согласующего трансформатора 5. Во вторичной цепи согласующего трансформатора 5 включены одна диагональ диодного моста 6 пьезокерамический преобразователь 7, сопряженный с ротором 8, и первичная обмотка трансформатора положительной обратной связи 1. вторая диагональ диодного моста б соединена с коллектором транзистора 9. К базе транзистора подсоединен выход сумматора 10, к одному входу которого через делитель напряжения 11 подключен блок управления 12, а к другому входу через частотный дискриминатор 13 и усилитель 14 - датчик скорости 15 вращения ротора 8.

Устройство работает следующим образом. Сигнал с усилителя мощности 4 через согласующий трансформатор 5 подается в цепь питания пьезокерамического преобразователя 7, который соверяает механические колебания и при взаимодействии с ротором 8 сообщает ему момент вращения.

На частоте резонанса преобразователь 7 имеет минимальный импеданс, и во вторичной цепи согласующего трансформатора 5 протекает наибольиий ток. Сигнал fc вторичной обмотки трансформатора положительной Обрат«ой связи 1 через фазовращатель с

ограничителем 2 и резонансный усилитель 3, в котором вьвделяется основная гармоника сигнала питания, подается ко входу усилителя мощности 4. Таким образом возбуждаются автоколебания, частота которых автоматически подстраивается резонансной частоте пьезокерамического преобразовате ля 7. . .

Сигнал, частота которого пропорциональна угловой скорости вращения ротора 8 с датчика скорости 15 через усилитель 14 подается к частотно1йу дискриминатору 13, в котором вьщеляется сигнал погрешности угловой скорости вращения ротора 8. Сигнал погрешности с дискриминатора 13 поступает к одному входу сумматора 10, к другому его входу подается постоянное напряжение с делителя напряжения 11. Сигнал с выхода сумматора 10 подается к базе транзистора 9 и управляет сопротивлением перехода коллектор-эммитер, а тем самым и напряжением питания пьезокерамического преобразователя 7. При этом изменяется амплитуд механических колебаний преобразователя и компенсируются колебания угловой скорости ротора.

Блок управления 12 переключает делитель напряжения 11 при изменении средней скорости вращения ротора 8.

Таким образом, при изменении момента внешней нагрузки стабильность угловой скорости по сравнению с прототипом повышается, а колебания угловой скорости ротора уменьшаются в 3-4 раза. Так как диодный мост 6 и транзистор 9, при помощи которых управляется амплитуда питания пьезокерамического преобразователя 7, практически безынерционные элементы, частотный диапазон компенсации колебаний угловой скорости ограничивает частота датчика скорости. При сравнении с известными аналогами частотный диапазон компенсации расширяется в 2-3 раза.

Формула изобретения

Устройство для управления вибродвигателем, содержащее блок управления, диодный мост, транзистор, трансформатор положительной обратной связи, согласующий трансформатор, в цепь первичной обмотки которого последовательно включены вторичная обмотка трансформатора положительной обратной связи, фазовращатель с ограничителем, резонансный усилитель усилитель мощности, а в цепь вторичной обмотки .- первичная обмотка трансформатора положительной обратной связи, пьезокерамический преобразователь, сопряженный с ротором, и одна диагональ диодного моста, другая диагональ которого подсоединена к коллектору транзистора о т л и чающееся тем, что, с целью уменьшения колебаний угловой скорости при изменении внешней нагрузки и расширений- частотного диапазона компенсации при различных скоростях вращения ротора, в него введены датчик скорости, усилитель, частотный дисктЬи Минатор, делитель напряжения и сум--матор, один вход которого через делитель напряжения подсоединен к блоку управления, а другой вход через последовательно соединенные -частотный дискриминатор и усилитель - к датчику скорости, выход сумматора подключен к базе транзистора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1,Авторское свидетельство по заявке 2563126/18-10,

кл. В 06 в 1/06, 1978.

2.Авторское свидетельство по заявке 2574736/18-25,

0

кл. Н 01 L 41/10; Н 02 N 11/00, 1978.