Устройство для питания пьезоэлектрического вибродвигателя

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБВЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 668032 т, свид-ву -нительно явлено 26.01.78 (21) 2574805(185) М. Кл. Н 01 1. 41/10 ки-присоединением3) Приоритет - Опубликован Дата опубли Государственный коинте СССР оо делам нзобретеннй н открытнй( Ки ехнический институт им. Антанаса 4.кажу:а) УСТРОЛСТВО РИЧЕСКО Я ПИТАНИЯ ПЬЕЗОЭИБРОДВИГАТЕЛЯ 1Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для питания пьезокерамических преобразователей вибродвигателей и ультразвуковых излучателей.Известен вибродвигатель, содержащий пьезоэлектрический преобразователь, который выполнен из пластин, ооразующих треугольник, взаимодействующий вершинами с ротором, а электроды каждой из пластин подсоединены к трехфазному генератору 11Недостаток известного вибродвигателя состоит в том, что при изменении режима работы пьезокерамического преобразователя во время работы вибролвигателя не обеспечивается автоматическое согласование выходного импеданса генератора с импедансом пьезопреобразователя, что снижает экономицность устройства.Известно устройство для питания пьезоэлектрического вибродвигателя, содержащее автогенератор, подсоединенный к усилителю мощности с трансформаторным выходом, последовательно соединенные обмотку переменной индуктивности и пьезокерамический преобразователь 21. Недостатком известного устройства являются слабое согласование выходного импеданса усилителя мощности с импедансом пьезоэлектрического преобразователя в широком диапазоне температур и низкое КПД.Цель изобретения состоит в улучшениисогласования выходного импеданса усилителя мощности с импедансом пьезоэлектрического преобразователя в широком диапазоне тем пер ату р с повышен нем КПД.Цель достигается тем, цто в предлагаев мое устройство введены два дросселя, мостпеременного тока, усилитель, амплитудный детектор, блок управления, обмотка управления и генератор низкой частоты, подсоединенный к одной диагонали моста переменного тока, другая диагональ которого через последовательно соединенные усилитель, амплитудный детектор и блок управления подключена к обмотке управления, сопряженной с обмоткой переменной индуктивности, подклюценной ко вторичной обмотке выходного 20 трансформатора, причем одно плечо мостапеременного тока через дроссели подсоединено к пьезокерамицескому преобразователю, сопряженному с ротором вибродвигателя.668032 5 1 О 15 2 о и зо 35 4 О 45 5 О 55 зНа чертеже представлена электрическая схема предлагаемого устройства.Генератор 1 высокой частоты через усилитель мощности 2 и выходной трансформатор 3 подключен к последовательно соединенным обмотке 4 переменной индуктивности и пьезокерамическому преобразователю 5, сопряженному с ротором 6. Генератор 7 низкой частоты, подсоединен к одной диагонали моста 8 переменного тока, состоящего из образцовых резисторов 9, 1 О, 11 и переменного конденсатора 12, Измерительная диагональ моста 8 через усилитель 3, амплитудный детектор 14 и блок управления 15 подключена к управляюш й обмотке 16, сопряженной с обмоткой переменной индуктивности 4. Пьезокерамческий преобразователь 5 через дроссели 7, 18 подсоединен к одному плечу моста 8.Устройство работает следуюшим образом.Сигнал высокой частоты с генератором 1 через усилитель мошности 2 и выходной трансформатор 3 подается к последовательно соединенным обмотке 4 переменной индуктивности и пьезокерамическому преобразователю 5. Частота сигнала генератора 1 соответствует резонансной частоте механических колебаний преобразователя 5, сопряженного с ротором 6 и сообщающего ему момент врашения, пропорциональный амплитуде высокочастотных колебаний преобразователь 5. В резонансе импеданс преобразователя определяется реальными компонентами сопротивления внутренних потерь и сопротивления рассеивания и мнимой составляющей из-за его собственной статической емкости С, которая потребляет дополнительную мощность от генератора. Для компенсации емкости С используется индуктивность 4, величины 1. которой подбирается из соотношения 1где ыо - резонансная частота пьезокерамического преобразователя 5.При работе вибродвигателя из-за переменной нагрузки ротора 6 и при работе преобразователя в разных режимах с большими сигналами питания он нагревается, При изменении температуры меняется диэлектрическая проницаемость, а тем самым и статическая емкость Со пьезокерамического преобразователя 5.Как показывают экспериментальные исследования, например, для пьезокерамики РХЕ - 4, предназначенной дтя работы с боль шими сигналами, при изменении температуры от 20 до 200 С относительная диэлектрическая проницаемость меняется от 1800 до 3800, т.е. больше чем в два раза.Так же меняется и статическая емкость преобразователя при изменении его температуры. Это вызывает рассогласования импеданса нагрузки генератора, а тем самым снижает КПД работы всего устройства. Для измерения емкости С 4 преобразователь 5 через дроссели 17, 18 включен в одно плечо моста 8 переменного тока, состоящего из резисторов 9, 10, 11 и переменного конденсатора 12 и питаемого от генератора 7 низкой частоты, например, 1 кГц. Первоначально мост 8 сбалансируется при помощи переменных резистора 11 и конденсатора 12, а величина индуктивности обмотки 4 устанавливается из условия, показанного приведенной выше формулой.При работе вибродвигателя и при изменении статической емкости преобразователя 5 переменный сигнал с измерительной диагонали моста 8 через усилитель 13, амплитудный детектор 14 и блок управления 15 управляет током управляющей обмотки 6, сопряженной с обмоткой 4 таким образом, что при любых условиях ее индуктивность выдерживает равенство 11. Этим компенсируются изменения емкости преобразователя 5, что способствует улучшению согласования импеданса выходного трансформатора с импедансом пьезокерамического преобразователя и повышает КПД устройства в целом. формула изобретенияУстройство для питания пьезоэлектрического вибродвигателя, содержащее автогенератор, подсоединенный к усилителю мошности с трансформаторным выходом, последовательно соединенные обмотки переменной индуктивности и пьезокерамический преобразователь, отличающееся тем, что, с целью улучшения согласования выходного импеданса усилителя мощности с импедансом пьезокерамического преобразователя в широком диапазоне температур и повышения КПД, в него введены два дросселя, мост переменного тока, усилитель, амплитудный детектор, блок управления, обмотка управления и генератор низкой частоты, подсоединенный к одной диагонали моста переменного тока, другая диагональ которого через последовательно соединенные усилитель, амплитудный детектор и блок управления подключены к обмотке управления, сопряженной с обмоткой переменной индуктивности, подключенной ко вторичной обмотке выходного трансформатора, причем одно плечо моста переменного тока через дроссели подсоединено к пьезокерамическому преобразователю, сопряженному с ротором вибродвигателя.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР Ло 480875, кл. Г 16 Н 17/00, 1973.2. Авторское свидетельство Ьо 166017, кл. В 06 В 1/06, 970.113035,илиад П 4/5 ктная, Редактор И. ШубинаЗаказ 3478/47ЦНИ Составитель В. ВТекред О, Лугова Тираж 922 ПИ Государственного к о делам изобретений и Москва, Ж - 35, Раушс П П с Патент, г. Ужгоро верКор Под митета СС открытий ая наб., д ул. Прое ректор С. ПатрушеваписноеСР