Устройство для питания пьезопреобразо-вателя вибродвигателя

Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 2910.79 (21) 2834668/18-25 с присоединением заявки Йо -(5 ЦМ, Кл,з Н 01 Ь 41/08 Н 02 М 11/00 Государственный комитет СССР ио аелам изобретений и открытий(72) Авторизобретения А.-В.А.Буда Каунасский политехнический институт им. Антанаса Скечкуса(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПИТАНИЯ ПЬЕЗОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ВИБРОДВИГАТЕЛЯИзобретение 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 положительной обратной связи включена в цепь вторичной обмотки согласующего трансформатора последовательно с пьезопреобразователем и одной диагональю диодного моста, другая диагональ диодного моста подсоединена к коллектору транзистора, база которого подключена к выходу блока управления, а между фаэовращателем и ограничителем и входом усилителя мощности включен резонансный усилитель (11.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 питания пьезопреобразователя вибродвигателя, содержащее автогенератор,выход которого подключен к первичной обмотке согласующего трансФорматора, вторичная обмотка которого со 1 О единена с питающими электродами пьезопреобразователя и резистором цепиобратной связи, содержащей такжеэлектроды обратной связи пьеэопреобраэователя, два диода и транэистор, Причем оно снабжено последова тельно соединенными амплитудным детектором и фильтром, включенным между входом блока управления и точкойсоединения цепи обратной связи, резистора и пьезопреобразователя 2,Недостатком известного устройстваявляется ограниченный частотный диапазон компенсации колебаний угловойскорости ротора иэ-эа интегрирования сигнала в фильтре нижних частот.Кроме того, электрическая схема устройства является относительно сложной.Цель изобретения - расширение частотного диапазона компенсации колеЗО баний угловой скорости ротора приизменении нагрузки и упрощение электрической схемы.Поставленная цель достигается тем,что в устройство для питания пьезопреобразователя вибродвигателя, содержащее автогенератор, выход когорого подключен к первичной обмоткесогласующего трансформатора, вторичная обмотка которого непосредственносоединена с питающими электродамипьезопреобразователя и резисторомцепи обратной связи, содержащей также электродя обратной связи пьезопреобразователя, два диода и транзистор, в цепь обратной связи дополнительно включен второй транзистор со структурой р-и переходов, 15. противоположной структуре р-и переходов первого тран зистора, причемэлектрод обратной связи пьезонреобразователя через два параллельно ипротивоположно соединенных диодаподсоединен к коллекторам двух транзисторов, базы которых подключены кточке соединения резистора обратнойсвязи и питающего электрода пьеэопреобразователя.На чертеже представлена схемапредлагаемого вибродвигателя,Выход автогенератора 1 через согласующий трансформатор 2 подсоединен к питающим электродам 2 пьезопреобразователя (ПП) 4, упругосопря- ЗОженного с ротором 5 вибродвигателя(ВД) . Электроды б обратной связи, идентичные обкладкам 3, через диоды 7 и8 подключены к коллекторам транзисторов 9 и 10 с противоположной струк" 33турой р-и переходовБазы транзис"торов 9 и 10 подсоединены к точкесоединения резистора 11 обратной связи, обкладки 3 ПП 4 и выхода обрат,ной связи автогенератора 1. 40Вибродвигатель работает следующим образом.При включении питания сигнал с автогенератора 1 через согласующийтрансформатор 2 подается к обкладкам 3 ПП 4, который совершает про фдольные колебания, При взаимодействии ПП 4 с ротором 5 иэ-за сил сухо"го трения, последнему сообщается момент вращения и он вращается с определенной угловой скоростьюИ . При час-Ятоте механического резонанса ПП 4его внутренний импеданс имеет наименьшее значение и через него проте-.кает наибольший ток. Сигнал с резистора 11, включенного последовательнос обкладками 3 ПП 4, поступаетвцепь положительной обратной связиавтогенератора 1 и тем самым обеспечивает автоматическую подстройку егочастоты, Механическая мощность РМ 6на валу ротора 4 будет равнаР Юр (1)где М - момент вращения,При постоянной мощности ВД изме"нение момента нагрузки вызывает изменение угловой скорости ротора,Со стороны ротора 5 ПП 4 нагружен механическим сопротивлением Внм(2)оРРгде Н - радиус ротора 5.Из Формулы (2) видно, что изменение нагрузки И ротора вызывает изменение механического сопротивления нагрузки ПП 4 со стороны ротора 5, Сигнал с резистора 11 поступает также к базам транзисторов 9 и 10Отрицательный полупериод высокочастотного сигнала с резистора 11 открываеттранзистор 9, а положительные полупериоды - транзистор 10. Таким образом, во время каждого полупериодаколебаний сигнала питания обкладкиб ПН 4 шунтируются сопротивлениемпоследовательно соединенных диодов7 и 8 и переходов коллектор-эмиттертранзисторов 9 и 10 соответственно.Добротность пьезопреобраэователя выражается следующей Формулой(3)где Ь - эквивалентная индуктивностьВ - сопротивление параллельно соединенных сопротив"ления перехода коллектор-эмнттер транзисторас диодом, механическогосопротивления 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 самымприкрываются транзисторы 9 и 10,сопротивление переходов коллекторэмиттер увеличивается и добротностьсектора б увеличивается. Увеличениедобротности сектора б увеличивает;сопротивление нагрузки сектора 3 иего добротность возрастает, а темсамым возрастает амплитуда его .механических колебаний, компенсиру"ющих изменения угловой скорости ротора 5, при изменении нагрузки, Порог открытия транзисторов подбирается величиной резистора,Экспериментальные исследованиямакета вибродвигателя показывают,что частотный диапазон компенсацииколебаний угловой скорости роторапри изменении нагрузки расширяется1,5-2 раза, причем электрическаясхема питания вибродвигателя упрощенана 15-20,формула изобретенияУстройство для питания пьеэопреобраэователя вибродэигателя, содерЗаказ 6375/77 Тираж 784 ПодписноеВНИИПИ Государствевного комитета СССРпо делам. изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 жащее автогенератор, выход которого подключен к первой обмотке согласующего трансФорматора, вторичная обмотка которого последовательно сос. - динена с питающими электродами пьезопреобразователя и резистором цепи обратной связи, содержащей также электроды обратной связи .пьезопреобразователя, два диода и транзистор, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью расширения частотного диапазона компенсации колебаний угловой скорости ротора при изменении нагрузки и упрощения электрической схемы, в цепь обратной связи включен второй транзистор со структурой р-и переходов, противоположной структуре р-п переходов первоготранзистора, причем электрод обратной связи пьезопреобразователя через два параллельно и противоположно соединенных диода подсоединенык коллекторам двух транзисторов, базы которых подключены к точке соединения резистора обратной связи ипитающего электрода пьезопреобразова.теля.Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 646394, кл. Н 01 Ь 41/08, 1977.2. Авторское свидетельство ГССРпо заявке 9 2632871/18-25,кл. Н 01 Ь 41/08, 1979,