Пьезоэлектрический привод

нв то и и с д дн-"й-" Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 728185 ИЗОБРЕТЕН ИК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ) М. Кл 2.Н 01 1. 41/10 Н 02 Я 11/00 Госудерстееииый комитет СССР до делам изобретений и открытийОпубликовано 15.04.80. БюллетеньДата опубликования описания 25.04.80 УДК 621.313.13 (088.8) 72) Авторы изобретения В. С. Вишневский, И. А. Карташев и В. В. Лавриненко Киевский ордена Ленина политехнический институт м. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революци) Заявите 54) ПЬЕЗО ТРИЧЕСКИЙ ПРИВОД Изобретение относится к области электроприводов, в частности к пьезоэлектрическим приводам, и может быть использовано в точных механизмах, например в механизмах магнитофонов и электрофонов.Известны пьезоэлектрические приводы, применяемые в магнитофонах и электрофонах, содержащие электромеханический резонатор, опирающийся на поверхность гладкого ротора 1.Известен, в частности, пьезоэлектрический привод, содержащий ротор, статор и электромеханический резонатор 2.В этом двигателе вращение ротора осуществляется за счет фрикционного взаимодействия между концом электромеханического резонатора и поверхностью ротора, Постоянный прижим электромеханического резонатора к ротору осуществляется.с помощью жесткой пружины, магнитных сил либо сил тяжести.Недостатком известного привода является нестабильность вращения ротора, что объясняется тем, что технологические возможности современного производства роторов для пьезоэлектрических двигателей рграничены точностью изготовления 2 - 3 мкм. У пьезоэлектрического двигателя с такими биениями ротора коэффициент нестабильности мгновенной скорости составляет в 3%, что исключает применение его в качестве привода сигналоносителя в магнитофоне или электрофоне высокого класса.Увеличение точности изготовления роторов резко повышает их стоимость, что приводит к экономической нецелесообразности применения пьезоэлектрических двигателей в магнитофонах и электрофонах.Указанное значение коэффициента нестабильности игновенной скорости определяется в основном тем, что при вращении ротор, имеющий биения, деформирует с частотой вращения пружину, прижимающую электромеханический резонатор к поверхности ротора. При этом в одну половину периода скорость вращения ротора уменьшается (пружина сжимается), а в другую - скорость увеличивается (пружина разжимается), сообщая дополнительное ускорение 26 ротору.Гармонический анализ нестабильностискорости вращения ротора показывает, что в колебания мгновенной скорости в пьезоэлектрическом приводе основной вклад внос3сится на частоте вращения ротора. Привеличине этого вклада 1 - 2% высокочастотные составляющие нестабильности составляют примерно 0,1 - 0,15%.Целью изобретения явЛяется стабилизация мгновенной скорости вращения путем"Периодического подтормаживания роторатормозным моментом, зависящим от углового положения ротора относительно статора,Цель достигается тем, что пьезоэлектрический привод, содержащий ротор, статори электромеханический резонатор, снабжентормозом, состоящим из неподвижного элеЪейта, устайовленного на статоре и эксцентричного подвижного элемента, установленного на оси ротора,Неподвижный элемент тормоза выполненВвиде постоянного магнита, а подвижныйэлемент - в виде сектора из проводящегоматериала.Как вариант подвижный элемент тормоза=-вь 1 полНен в виде постоянноГо магнита.На чертеже схематически представленпьезоэлектрический привод.Пьезоэлектрический привод содержитэлектромеханический резонатор 1, опирающийся на поверхность ротора 2, и статор 3.На оси 4 ротора установлен подвижныйэлемент 5 тормоза, закрепленный с помощьюфиксирующего винта 6, На статоре пьезоэ 11 ектрического припода установлен неподвижный элемент 7 тормоза.Подвижный элемент тормоза может бытьвыполнен в виде эксцентричной металлической пластины. Неподвижный элемент тор"моза выполнен в виде постоянного магнита.Как вариант подвижный элемент тормозаможет быть выполнен в виде постоянного" магнита.В этом случае степень взаимодействиямежду элементами тормоза увеличится, чтообеспечит более эффективную стабилизацию,При вращении ротора 2 подвижный элемент тормоза 5 "перйодическй йроходит вмагнитном зазоре неподвижного элемента 7.При прохождении магнитного зазора в металле подвижного элемента 5 возбуждаютсятоки фуко, магнитные поля которых взаимодействуя с полем постоянного магнитанеподвижного элемента 7, тормозят ротор.Смещая подвижный элемент 5 тормоза вокруг оси ротора можно добиться такогоположения подвижного элемента, что приускорении вращения ротора за счет биений 728185будет происходить его торможение тормозом.Степень торможения можно регулировать с помощью удаления или приближения постоянного магнита, Закон торможения тормозом ротора должен зависеть от угловогоположения ротора и задается с, помощьюформы подвижного элемента тормоза. Таким образом, в момент ускорения вращения ротора с помощью тормоза происходит его торможение или выравнивание скорости вращения ротора в пределах одного его1 о оборота, т. е. уменьшение нестабильностимгновенной скорости вращения пьезоэлект рического привода на частоте вращения.Применение тормоза позволяет уменьшить коэффициент нестабильности вращения1 к пьезоэлектрического привода с 1 - 3% до0,15 - 0,2%, что позволяет использовать предлагаемый пьезоэлектрический привод в магнитофонах и электрофонах первого и высшего классов. Кроме того, применение пьезоэлектрического привода в аппаратах видеоло записи позволит упростить их кинематическую схему, что примерно на 20% снизит их стоимость.формула изобретения1. Пьезоэлектрический привод, содержащий ротор, статор и электромеханическийрезонатор, отличающийся тем, что, с цельюстабилизации мгновенной скорости вращезв ния путем периодического подтормаживанияротора тормозным моментом, зависящимот углового положения ротора относительностатора, привод снабжен тормозом, состоящим из неподвижного элемента, установленного на статоре и эксцентричного подвижного элемента, установленного на оси ротора.2. Привод по п, 1, отличающийся тем,что неподвижный элемент тормоза выполненв виде постоянного магнита, а подвижныйэлемент - в виде сектора из проводящегоматериала.3. Привод по и. 1, отличающийся тем,что подвижный элемент тормоза выполненв виде постоянного магнита.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе43 1, Авторское свидетельство СССР570099, кл. б 11 В 15/40; 1976.2; Патент США4019073, кл, 310-8.2,опублик, 29,06.77 (прототип),