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

i

Изобретение относится-к области приборестроения и может быть использовано для питания пьезоэлектрических и магнитострикционных преобразователей вибродвигателей.

Известно устройство для управлен1ш зибродвигателем, содержащее пьезоэлемент, цепь положительной обратной связи, включающего трансформатор обратной связи, фазовращатель с огршп-пителем, резонансный усилитель, усилитель мониюсти и согласующий трансформатор и схему стабилизации скорости вращения, включающую блок управления, транзистор и мост 1 .

Стабильность вращения может быть повышена за счет введения в схему стабилизации дополнительных элементов.

Также известно устройство для управления электродвигателем 2, содержащее пьезоэлемент, цепь положительной обратной связи, включающую трансформатор обратной связи, фазовращатель с ограничителем, резонансный усилитель, усилитель мощности и согласующий, трансформатор, и схему стабилизации скорости вращения, вкшочающую блок управления, два

1ранзистора, инвертор и два диодных моста. Причем одни из диагоналей мостов соединень с коллекторами транзисторов, база одного транзистора соединена с блоком управления непосредственно, а база другого - через инвертор.

В известном устройстве вторая диагональ первого диодного моста включенэ в депь положительной обратной связи последовательно с пьезозлементом, а диагональ второго диодного

ш моста - параллельно пьезоэлементу.

Известное устройство не может обеспечить стабильность угловой скорости вращения ротора при значитель ых изменениях момента виещней нагрузки.

15

Целью изобретения является повышение стабильности угловой скорбсти ротора в широком ддзагазоне изменений момента внешней нагрузки.

Поставленная цель достигается тем, что

20

устройство для управления вибродвигателем,

содержащее пьезоэлемент, цепь положительной

обратной связи, включающую трансформатор

обратной связи, фазовращатель с ограничите37лем, резонансный усилитель, усилитель мощности и согласующий трансформатор, и схему стабилизации скорости вращения, включающую блок управления, два транзистора, инвертор и два диодных моста, причем одни из диагоналей мостов соединены с коллекторами транзисторов, база одного транзистора соединена с блоком управления непосредственно, а база другого - через 1швертор, устройство содержит дополнительную цепь, состоящую из амплитудного детектора и фильтра нижних частот,,вход которой подсоединен ко вторичной обмотке трансформатора обратной связи, выход - к блоку управления, обкладки пьезо элемента секционированы, а вторые диаго йли мостов последовательно соединены между собой и включены параллетгьно второтной обмотке сог;1асующего трансформатора, а общая точка мостов подсоединена к крайним секторам обкладок пьезоэлемента. На чертеже представлена схема устройства. Вторичная обмотка трансформатора 1 положительной обратной связи подсоединена к последовательно соедшгениым амплитудному детектору 2, фильтру 3 ни/югих частот, блоку угфавЛенин 4, а через фазовращатель с ограни чителем 5, резонансный усилитель 6 и усилител . мощности 7 - к согласующему трансформатору 8, параллельно вторичной обмотке которого подключены последовательно согдшгенные диагонали дноддых мостов 9, 10. Вторые диагонали мостов подк;почепы к коллекторам тралзисгоров 1.1, 12, а базы последаик - непосредственно и через инвертор 13 к блоку правления 4. С ротором 14 взаимодействует пьeзoзJIe лcнт 15, обк.чадка которого разделена на три сектора. К срсдлему сектору 16 подключена первичная обмотка трансформатора, а краЙ1 ие секторы 17 совместно, подсоедшюны к общей точке соединения диагоналей мостов Устройство работает следующим образол-ь Прн включении питания сигнал переменной частоты с усилителя мощности 7 через согласующий трансформатор 8 подается к первитао обмотке трансформатора 1 положительной обратной связи и обкладке 16 пьезоэлемеита 15 который совершает механические колебания и при взаимодействии с ротором 14 сообщает ему момент вращения. При частоте резонанса пьезоэлемента 15 его импеданс является наименьшим и в первичной обмотке трансформатора I положительной обратной связи протека ет наибольший ток. Сигнал с вторичной обмо ки трансформатора 1 через фазоврашательс ограничителем 5 и резонансный усилитель 6 в котором выделяется основная гармоника сетнала питания, подается ко входу усилителя мощности 7. Таким образом, возбуждшотся автоколебания, частота которых автоматически подстраивается к резонансной частоте ньезоэлемента 15 при изменении его температуры, амплитуды сигнала нитания и неличины механического импеданса, вносимого при его взаимодействии с ротором 14. Изменение момента нагрузки ротора вызывает изменение механического сопротивления R нагрузки пьезоэлемента 15, тем самым меняется величина тока, протекающего через часть пьезозлемента с обкладкой 16 и через нервичную обмотку трансформатора 1. Сигнал с его вторичной обмотки детектируется в амплитудн-ом детекторе 2 и нри помощи фильтра 3 низких частот выделяется огибающая, амплитуда и частота которой пропорциональна частоте и амп.шгуде изменения момента внехиней нагрузки ротора 14. Сигнал с фильтра 3 через блок управления 4 и инвертор 13 управляет напряжением базы транзисторов 11, 12 с противойоложным; знаком. Напряжения без транзисторов 11, 12 управляет велич1шой соп{Х)тивления переходов змиттер-коллектор, включенных в диагонали диодных. мостов 9, 10. В исхошюм состоянии работы вибродвигателя транзистор 11 почти закрыт, а тракзистор 12 нолностыо открыт, поэтому через диодный мост- 9 протекает небольщой ток, а диодный мост 10 шунтирует секторы 17 пьезоэлемента 15,которые демпфируют колебания сектора 16.При увеличении момента нагрузки ротора 14 увеличивается механш еский импеданс сектора 16 пьезоэлемента 15 и сигналом блока управления 4 даюдЕнлй мост 9 открывается, а диодный мост 10 закрывается, и поэтому секторы 17 пол чают пихание с трансформатора 8 и совершают мехши-1ческие колебания синхронно с сектором 16, тем самым увеличивая момент вращения ротора 14, уменьшая изменение его угловой скорости... В зависимости от соотиошения площадей секторов 16, 17 момент вращения ротора можно менять в несколько раз, благодаря чему стабильность скорости повышается в 2-3 раза. Так как в цепи управления моментом вращения ротора отсутствуют инерционные элементы, частотный диапазон стабилизации расширяется в 2-3 раза по сравнению с частотным диапазоном известных устройств. Формула - из о Q р е т е н и я Устройство для управления вибродвигателем, содержащее пьезоэлемент, цепь положительной обратной связи, включающую трансформатор обратной связи фазовращатель с ограничителем, резонансный усилитель, усилитель мощности и согласующий трансформатор, и схему стаби лизацни скорости вращения, включающую

5

блок управления, )1за транзистора, инвертор и два диодных моста, причем одни из диагоналей мостов соед1шены с коллекторами транзисторов, база одного транзистора соединена с блоком управления непосредственно, а база другого - через 1швертор, отличающееся тем, что, с целью повышения стабильности угловой скорости ротора в широком диапазоне изменений момента внешней нагрузки, устройство содержит дополнительную цепь, состоящую из амплитудного детектора и фильтра нижних частот, вход которой подсоединен ко вторичной обмотке трансформатора обратной связи, выход - к блоку управления.

обкладки пьезоэлемента секционированы, а вторые диагонали мостов последовательно соединены между собой и включены параллельно вторичной обмотке согласующего трансформагора, а общая точка мостов подсоед1шена к крайним секторам обкладок пБезоэлемента.

Источники информации, принятые во внимание при эксперттое

1.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2574736/18-25, кл. Н 01 L 41/10, 13.01.78

2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2672402/24-25, кл. Н 01 L 41/10, 02.10.78 Сппптотип).

1