Способ возбуждения электромеханического пьезопреобразователя Советский патент 1980 года по МПК B06B1/06 H01L41/00 

- . . I- .

Изобретение относится к области приборостроения, в частности к волновым электродвигателям, и может найти применение в устройствах . вибротранспортмрования жестких тел.

Известны волновые электродвигатели,; j например 1, генератор бегущих волн деформации которых содержит несколько электромеханических пьезрпреобразователей (ЭП) подключенных к многофазному генератору электрического напряжения

Такой составной генератор бегущих О волн деформации сложен в изготовлении.

Известен также, волновой электродвигатель, в котором электромеханический пре образоватёль (ЭП) ; секциоиированными электродами возбуждается путем подвода к ним многофазного электрического напряжений 2.

Однако известный способ возбуждения ЭП не позволяет получить предельной скорости перемещения жесткого тела, например ротора, контактно взаимодействующего 20 с волновой поверхностью. Наличие конечной шероховатости и неплоскостиости соприкасающихся поверхностей, практически сравнимых с амплитудой бегущей волны,

приводит к взаимодействню жесткого элемента не только с гребнями бегущей волны, где элемент ускоряется, но и с впадинами, где происходит его частичное замедление.

Целью изобретения является увеличение скорости перемещения жесткого тела, контактно взаимодействующего с электромеханическим пьезопреобразователем.

Поставленная цель достигается тем, что электромеханический пьезопреобраз.ователь возбуждают, многофазным амплитудно-модулированным напряжением, причем частоту модуляции выбирают равной собствен: ной резонансной частоте электромеханического пьезопреобразователя. . Подачей многофазного амплитудно-модулированного напряжения на секционированные электроды ЭП возбуждают в последнем бегущую волну деформации с пульсирующей амплитудой. При соприкосновении жесткого тела с пульсирующей волновой поверхностью между иими происходит виброударное взаимодействие. За счет больщой частоты модуляции, практически более 10 кГц, жесткое тело подвещивается над бегущей волновой поверхностью, что приводит к уменьшению контактного взаHMOfleflctMfl с ее впадинами и увеличению скорости перемещения.

Поскольку ЭП работает в резонансном режиме, то при равенстве его собственной и модулирующей частот, происходит наиболее эффеКТйвйоё увеличение скорости перемещения жесткого тела.

Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг. I изображена схема взаимодействия жесткого тела с пульсирующей волновой поверхностью (в фиксированный момент времени); на фиг. 2 - схема устройства для возбуждения ЭП.

При распространении бегущей волны деформации с постоянной амплитудой 1 каждая точка, например 2 и 3, ее волновой поверхности 4 соверщает круговые движения по траектории 5 (фиг. 1). За счет трения происходит передача кинетической энергии от гребней бегущей волновой поверхности 4 к жесткому элементу б, который перемещается в направлении 7. Предельная скорость перемещения жесткого элемента б равна линейной скорости волновой поверхности 4 в точке касания, т.е. на гребне 2 бегущей волны. Понижение скорости связано с конечной щерховатостью й йёплбскЬсткостью сбприкасаюЩихся поверхностей, при наличии которых жесткий элемент б контактирует не только с гребнями 2 волны, где передача кинетической энергии в направлении распространения бегущей волны максимальна, но и между ними, где передача энергии происходит в обратном направлении.

Особенность предлагаемого способа заключается в том, что он позволяет возбу дить бегущую волну деформации с пульсирующей амплитудой 8. Контактное взаимодействие с такой волной приводит к вибро ударному подвешиванию жесткого элемента б практически на уровне максимальной амплитуды гребня, что уменьщает тормозящее взаимодействие на участке между гребнями и увеличивает скорость его перемещения. Предложенный способ может быть реализован при помощи устройства, схема которого приведена на фиг. 2.

Устройство содержит задающий генератор 9, соединенный с фаз6|расй1йрите лем 10, выполненным, например яо схеме сдвигающего регистра на дискретных элементах, выход которого соединен с мостовыми, например транзисторными усилите,лями 1, подключенными к источнику постоянного напряжения 12 через модулирующий трансформатор 13, запитанный от мо дулирующего генератора 14.

При подаче на электроды 15 ЭП 16,

выполненные, например в виде цилиндра из пьезокерамики, по шине 17 многофазного амплитудно-модулированного напряжения, в ЭП возбуждается пульсирующая бегущая волна деформации. При настройке задающим генератором 9 частоты многофазного напряжения на одну из высших (100- ЮООкГц) резонансных частот ЭП в последнем возбуждают бегущую волну деформации, приводящую во вращение жесткий элемент 6. Настраивая частоту модулирующего генератора 14 на одну из низших резонансных частот (10-100,0 кГц) ЭП II, например на частоту аксиального резонанса пьезокерамического цилиндра, возбуждают пульсирующую бегущую волну, которая увеличивает скорость вращения жесткого

элемента б.

Использование предложенного способа ; позволит прМ одной и той же подводимой к ЭП мощности получить более высокую скорость перемещения жесткого тела по сравнению с известным способом

Формула изобретения

1.Способ возбуждения электромеханического пьезопреобразователя с секционированными электродами путем подвода к ним многофазного электрического напряжения, отличающийся тем, что, с целью увеличения скорости перемещения жесткого тела, контактно взаимодействующего с электромеханическим пьезопреобразователем, последний возбуждают многофазным амплитудно-модулированным напряжением.

2.Способ возбуждения по п. 1, отличающийся тем, что частоту модуляции многофазного напряжения выбирают равной собственной резонансной частоте электромеханического пьезопреобразователя.

Источники информации, принятые во вннмание при экспертизе 1 Авторское свидетельство СССР

№ 526990, кл. Н 02 К 41/06, 1976.

; 2. Патент Франции № 1496713, кл. F 16 h,

опублик. 1963.