Устройство для питания шагового вибродвигателя

ОП ИСАН И Е 0 ц 682 ф 72ИЗОБРЕТЕН Ия Союз СоветскихСоциалистических ф(23) Приоритет Государственнык комите СССРпубликовано 30,08.79. Бюллетень Мата опубликования описания 30,08.79 3) 537,22 (088.8 о делам изобретений и открытий(71) Заявитель Каунасский политехнический институт им, Антанаса Снечкуса 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПИТАНИЯ ШАГОВОГО ВИБРОДВИГАТЕЛЯИзобретение относится к облает ростроения и может быть использов питания пьезокерамических вибро лей. прпбоно для вигатеИзвестен пьезоэлектрический преобразователь, предназначенный для преобразования электрической энергии в механическую при помощи высокочастотных колебаний и содержащий пьезоксрамический элемент, сопряженный с магнитострикционным резонатором и исполнительным элементом. Причем обмотка сопряжена с магнитострикционным резонатором и через последовательно соединенные согласующий трансформатор, предварительный усилитель, амплитудный ограничитель, полосовой фильтр, фазовращатель и усилитель мощности подключена к пьезокерамическому преобразователю 11.Недостаток известного устройства состоит в том, что оно не обеспечивает импульсного режима работы.Известно устройство для питания шагового пьезокерамического вибродвигателя, содержащее генератор переменного напряжения, инвертор, вентили, блок управления и пьезокерамический преобразователь, а также ротор, сопряженный с преобразователем 12.Недостатком известного устройства является длительность переходных процессов пуска и остановки. Цель пзооретения - умньшение временипереходных процессов пуска и остановки.Это достигается тем, что в устройствовведены триггер, две схемы И - НЕ, схема5 задержки и формирователь импульсов, Входкоторого подсоединен к выходу генератора переменного напряжения, а выход - параллельно через схему задержки и инвертор подключен к двум схемам И - НЕ, пер вая из которых подключена ко входу установки сдиницы триггсра, ко входу установки нуля которого подсоединен выход второй схемы И - НЕ, а выход триггера подсоединен ко входу управления вентиля, при15 этом блок управления подсоединен к первойи через инвертор - ко второй схемам И - НЕ.На фпг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг, 2 - временные дна граммы его работыГенератор 1 переменного напряжения через вентиль 2 подсоединен к пьезокерамическому преобразователю 3, упруго сопряженному с ротором 4 вибродвигателя, и к 25 формирователю 5 импульсов.Формирователь 5 параллельно через схему б задержки и инвсртор 7 подсоединен к схемам И - НЕ 8 и 9. Схема 8 подключена ко входу установки единицы триггера 10, ко входу установки нуля которого подключена схема И - НЕ 9. Выход триггера 1011 одключен ко входу управления вентиля 2, Ьлок 11 управления подсоединен к схеме И - НЕ 8 и через пнвертор 12 - к схеме И - НЕ 9.Устройство работает следующим образом.Сигнал с генератора 1 через вентиль 2 подается к пьезоксрамическому преобразователю 3, который пз-за обратного пьсзоэффскта совершает продольные колебания. Пьсзокерампчсскпй прсооразоватсль 3 Взаимодействует с ротором 4 вибродвигателя, коорыи начинает вращаться, В шаговом режиме работы вибродвигателя частоту шагов ограничивают псрсходныс процессы в электрических цепях прп включении и выключении питания пьсзокерамического преобразователя 3, Г 1 ьсзоксрамичсский преобразователь составляст резонансный контур, собственная частота сто которого выражается о млой ф р1.Сгде 1. - эквивалентная индуктивность прсобразоватсля;С - эквивалснтная емкость преобразователя.Добротность Я контура будет выражаться формулой:О=, Р= г 1 ггде г, - активное сопротивление исто шикапитания;гу - эквивалентное сопротивление контура на резонансной частоте.Если питающее напряжение скачкообразно отключается, добротность контура еще возрастает. Нанряжсние в параллельном резонансном контуре выражается следуюп 1 им образом:е,А з 1 п,1(1 - е - "),1где а - оэффицпснг затухания.11 ослс выключения питания напряжение контура будет падать с постоянной времени т = 1 д. Чем больше добротность контура, тем мсш,шс затухание и тем медленнее спадает при выключении и возрастает при включении напряжение на преобразователе.При о- лючснии питаюшего напряжения в момент, когда А =- О, переходный процесс будет отсутствовать, так как при резонансе эквивалензнос сопротивление контура является активным и нет фазового рассогласования мекд напряжением и током.Сигнал с генератора 1 переменного напряжения (см. фиг. 2, кривая 15) через формирователь 5 импульсов, в котором формируется меандр (см, фиг, 2, кривая 16) через схему б задержки (см. фиг. 2, кривая 17) и инвертор 7 подается параллельно к двум схемам И - НЕ 8 и 9, При пуске вращения ротора 4 блок 11 управления вырабатывает положигель 5 10 15 20 25 30 35 1 О 45 50 60 05 ный импульс (см. фиг. 2, кривая 13), открыва 1 ощий схему И - НЕ 8 и через инвертор 12 (см. фиг. 2, кривая 14) закрывающий схему И - НЕ 9. Схема 6 задержки задерживает сигнал на время то, значительно меньшее периода Т сигнала генератора 1. При совпадении единиц сигналов на всех входах схемы 8, т. с. прп переходе через нуль сигнала генератора 1, на выходе схемы 8 формируются короткие импульсы (см. фиг. 2, кривая 18) длительностью, равной т устанавливающие триггер 10 в единичное положение. Сигнал триггера 10 открывает вентиль 2 и выход генератора 1 подключается к пьсзокерамическому преобразователю 3 в тот момент, когда амплитуда напряжения на его выходе примерно равна нулю. Это устраняет возможность скачкообразного появления сигнала питания преобразователя 3, тем самым уменьшается время переходного процесса включения вращения ротора 4.При выключении питания преобразоватсля 3 блок 11 управления формирует отрицательный импульс, замыкающий схему 8 и через инвертор открывающий схему 9. При совпадении единиц сигналов на всех входах схемы 9 на ее выходе формируются короткие импульсы (см. фиг, 2, кривая 19), устанавливающие триггер 10 в нулевое положение. Сигнал триггера 10 закрывает вентиль 2 в тот момент, когда амплитуда напряжения сигнала на выходе генератора 1 примерно равна нулю. Этим уменьшается переходной процесс выключения питания шага ротора и вибродвигателя. Формула изобретенияУстройство для питания шагового вибродвигателя, содержащее генератор переменного напряжения, инвертор, вентили, блок управления и пьезокерамический преобразователь, и ротор, сопряженный с преобразователем, отл ич ающееся тем, что, с целью уменьшения времени переходных процессов пуска и остановки, в него введены триггер, две схемы И - НЕ, схема задсржки и формирователь импульсов, вход которого подсоединен к выходу генератора срсменного напрягения, а выход - параллельно чсрез схему задержки и инвертор подключен к двум схемам И - НЕ, первая из которых подключена ко входу установки единицы триггера, ко входу установки нуля которого подсоединен выход второй схемы И - НЕ, а выход триггера подсоединен ко входу управления вентиля, при этом блок управления подсоединен к первой и через инвертор - ко второй схемам И - НЕ,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США3474264, кл. 310 в .1, опубл. 1967.2. Патент США3532911, кл. 310 в .1, опубл, 1968.682972Фиг 1 5 /б - 17 и 19Составитель В. Вавер Редактор А. Морозова Техред А. Камышникова Корректор Т. Добровольская Заказ 2008/20 Изд,492 Тираж 923 Подписное НПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Типография, пр. Сапунова. 2