Устройство для питания пьезопреобразо-ВАТЕля ВибРОдВигАТЕля Советский патент 1981 года по МПК H02N2/14 H01L41/09 

1

Изобретение относится к приборо- строению и может быть использовано в маломощных исполнительных механизмах.

Известно устройство для управления пьезоэлектрическим вибродвигателем, ,содержащее трансформатор положительной обратной связи, фазовращатель с ограничителем, усилитель мощности и согласующий трансформатор, сопряженный с пьезопреобразователем, причем оно снабжено блоком управления, транзистором и диодным мостом. Первичная обмотка трансформатора пoJ loжитeльнoй овратной связи включена в цепь вторичной обмотки согласукяцего трансформатора последовательно с пьезопреобразователем ° и одной диагональю диодного моста, другая диагональ диодного моота подсоединена к коллектору транзистора, база которого подключена к выходу блока управления, а между фазовращателем и ограничителем и входом усилителя мощности включен резонансный усилитель I,

Недостаток известного устройства состоит в том, что при изменении момента внешней нагрузки ротора меняется его угловая скорость и поэтому

стабильность его угловой скорости является относительно низкой.

Известно также устройство для пие танин пьезопреобразователя вибродвигателя, содержгиаее автогенератор, выход которого подключен к первичной обмотке согласующего трансформатора, вторичная обмотка которого соединена с питающими электродами пьезопреобразователя и резистором цепи обратной связи, содержащей также электроды обратной связи пьезопреобразователя, два диода и транзистор. Причем оно снабжено последова15тельно соединемньми амплитудным детектором и фильтром, включенным между входом блока управления и точкой соединения цепи обратной связи, резистора и пьезопреобразователя 2.

20

Недостатком известного устройства является ограниченный частотный диапазон компенсации колебаний угловой скорости ротора из-за интегрирования сигнала в фильтре нижних частот.

25 Кроме того, электрическая схема устройства является относительно сложной .

Цель изобретения - расширение частотного диапазона компенсации коле- ,

30 баний угловой скорости ротора при изменении нагрузки и упрощение электрической схемы. Поставленная цель достигается те что в устройство для питания пьезопреобразователя вибродвигателя, со держащее автогенератор, выход которого подключен к первичной обмотке согласующего трансформатора, вторичная обмотка которого непосредственно соединена с питающими электродами пьезопреобразователя и резистором цепи обратной связи, содержащей так же электроды обратной связи пьезопреобразователя, два диода и транзистор, в цепь обратной связи дополнительно включен второй транзистор со структурой р-п переходов, противоположной структуре р-п переходов первого транзистора, причем электрод обратной связи пьезопреобразователя через два параллельно и противоположно соединенных диода подсоединен к коллекторам двух тран зисторов, базы которых подключены к точке соединения резистора обратной связи и питающего электрода пьезопреобразователя . На чертеже представлена схема предлагаемого вибродвигателя. Выход автогенератора 1 через сог ласующий трансформатор 2 подсоединен к питающим электродам 2 пьезопреобразователя (ПП) 4, упругосопря женного с ротором 5 вибродвигателя (ВД). Электроды 6 обратной связи.ид тичные обкладкам 3, через диоды 7 и 8 подключены к коллекторам транзисторов 9 и 10 с противоположной стру турой р-п переходов. Базы транзисторов 9 и 10 подсоединены к точке соединения резистора 11 обратной св зи, обкладки 3 ПП 4 и выхода обратной связи автогенератора 1. ВиСродвигатель работает следующим образом. Привключении питания сигнал с а тогенератора 1 через согласующий трансформатор 2 подается к обкладкам 3 ПП 4, который совершает продольные колебания. При взаимодействии ПП 4 с ротором 5 из-за сил сухо го трения. последнему сообщается мо мент вращения и он вращается с опре деленной угловой скоростью О). При ч тоте механического резонанса ПП 4 его внутренний импеданс имеет наименьшее значение и через него проте кает наибольший ток. Сигнал с резис тора 11, включенного последовательн с обкладками 3 ПП 4, поступает,в цепь положительной обратной связи автогенератора 1 и тем самым обеспе чивает автоматическую подстройку ег частоты. Механическая мощность Р, на валу ротора 4 будет равна PVI где М - момент вращения. При постоянной мощности ВД изменение момента нагрузки вызывает изменение угловой скорости ротора. Со стороны ротора 5 ПП 4 нагружен еханическим сопротивлением R. М где R - радиус ротора 5, Из формулы (2) видно, что изменение нагрузки М ротора вызывает изменение механического сопротивления нагрузки ПП 4 со стороны ротора 5, игнал с резистора 11 поступает так е к базам транзисторов 9 и 10. Отицательный полупериод высокочастотного сигнала с резистора 11 открывает транзистор 9, а положительные полупериоды - транзистор 10. Таким образом, во время каждого полупериода колебаний сигнала питания обкладки 6ПП 4 шунтируются сопротивлением последовательно соединенных диодов 7и 8 и переходов коллектор-эмиттер транзисторов 9 и 10 соответственно. Добротность пьезопреобразователя выражается следующей формулой где L - эквивалентная индуктивность ; сопротивление параллельно соединенных сопротивления перехода коллекь тор-эмиттер транзистора с диодом, механического сопротивления и внутреннего сопротивления ПП, Нагрузку сектора 3 с одной стороны составляет ротор 5 с другой стороны - сектор б. При, например, увеличении нагрузки ротора 5 сопротивление сектора 3 увеличивается, ток через него уменьшается и амплитуда высокочастотного сигнала на резисторе 11 уменьшается, тем Сс1мым прикрываются транзисторы 9 и 10, сопротивление переходов коллекторэмиттер увеличивается и добротность сектора 6 увеличивается. Увеличение добротности сектора б увеличивает; сопротивление нагрузки сектора 3 и его добротность возрастает, а тем самым возрастает амплитуда его механических колебаний, компенсирующих изменения угловой скорости ротора 5, при изменении нагрузки. Порог открытия транзисторов подбирается величиной резистора, Экспериладнтальные исследования макета вибродвига еля показывают, что частотный диайазон компенсации колебаний угловой i скорости ротора при изменении нагрузки расширяется 1,5-2 раза, причем электрическая схема питания вибродвигателя упрощена на 15-20%, Формула изобретения Устройство для питания пьезопреобразователя вибродвигатёля, содержащее автогенератор, выход которого подключен к первой обмотке согласующего трансформатора, вторичная обмотка которого последовательно соединена с питающими электродами пьеэопреобразователя и резистором цепи обратной связи, содержащей также электроды обратной связи . пьезопреобразователя, два диода и транзистор, отличающеес я тем, что, с целью расширения ча тотного диапазона компенсации колеб НИИ угловой скорости ротора при изме нении нагрузки и упрощения электрической схемы, в цепь обратной связи включен второй транзистор со структурой р-п переходов, противоположной структуре р-п переходов первого транзистора, причем электрод обратной связи пьезопреобразователя через два параллельно и противоположно соединенных диода подсоединены к коллекторам двух транзисторов, базы которых подключены к точке соединения резистора обратной связи и питающего электрода пьезопреобразователя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 646394, кл. Н 01 L 41/08, 1977. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке 2632871/18-25, кл. Н 01 L 41/08, 1979.