Пьезоэлектрический привод

Номер патента: 1536435

Авторы: Вишневский, Лавриненко

ZIP архив

Текст

ТЕЛЬСТВУ инсти- брьской инеи 1980.ССР абилиГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРПРИ ГКНТ СССР(21) 4121883/24-10 (22) 30,06.86 (46) 15.0190. Бюл. Р 2 (71) Киевский политехнически тут им. 50-летия Великой Окт социалистической революции (72) В.С.Вишневский и В.В,Ла (53) 681,84.083(088.8) (56) Авторское свидетельство У 728186, кл, С 1 1 В 15/40,Авторское свидетельство С Р 790044, кл. И 01 1 41/10, С 11 В 15/40, 1980. (54) ПЬВЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРИВ (57) Изобретение относится к зированным пьезоэлектрически водным устройствам, предназначено для использования в лентопротяжных механизмах магнитофонов и и электрофонах и позволяет расширить функциональные возможности привода за счет обеспечения воэможности уменьшения нижнего предела частоты вращения вала и ее плавного регулирования. Привод содержит гетеродин 11 и смеси- тель 9, один вход которого соединен с выходом гетеродина 11, а другой подключен к выходу датчика 5 частоты вращения вала 4, Плавно меняя частоту гетеродина 11, можно плавно регулировать частоту вращения вала 4.1 э.п. ф-лы, 4 ил.Изобретение относится к стабилизнрованным электрическим приводнымустройствам и предназначено для ис"пользования в лентопротяжных механиз"5мах магнитофонов и в электрофонах.Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей устройства за счет обеспечения возможностиу 1 еньшения нижнего предела частоты 1 Овращения вала и обеспечения возможнрсти ее плавного регулирования.На Фиг. 1 приведена блок-схемапЬезоэлектрического привода; нафг. 2 - принципиальная схема одного 15из вариантов выполнения устройства;на фиг. 3 и 4 - частотные характеристики элементов устройства для различных вариантов выполнения привода,Пьезоэлектрический привод содержит 20пьезоэлектрический двигатель 1 с осЩиллятором 2, ротором 3 и валом 4. Напоследнем установлен датчик 5 частоты вращения вала 4, содержащий диск 6,закрепленный на валу 4, неподвижный 25элемент 7 и выход 8. Привод имеет.Смеситель 9, к одному входу (10) которого подключен гетеродин 11, а другой вход (12) соединен с выходом 8датчика 5 частоты вращения вала 4. Выход 13 смесителя 9 соединен с входом414 усилителя 15 мощности, выход которого (6) подключен к осциллятору 2Выход 13 смесителя 9 может быть соединен с входом 14 усилителя 15 через35Электрический Фильтр 17.Кроме того, привод должен бытьснабжен, блоком 18 пуска с кнопкой 19,Который может быть соединен с гетеродином 1.40В варианте устройства, представленном на фиг. 2, усилитель 15 мощности выполнен на операционном усилителе 20 с транзисторным бустерным каскадом 21. Гетеродин 11 построен посхеме генератора синусоидального напряжения на операционном усилителе 22с мостом Вина на ЕС-частотозадающихэлементах. Блок 18 пуска в рассматриваемом варианте содержит два дополнительных резистора, подключаемых(или отключаемых) с помощью кнопки 19к основным частотозадающим резисторам гетеродина 11, Датчик содержитдиск 6, закрепленный на валу 4 и вы 55полненный из Ферромагнитного материала с нанесенными на нем магнитнымиметками. Неподвижным элементом 7 датчика 5 является магнитная головка,сигнал которой усиливается операционным усилителем 23. Смеситель 9 выполнен на транзисторе 24,Возможны два варианта работы пьезоэлектрического привода.В первом варианте частота гетеродина 11 выбирается несколько ниже левого склона частотной характеристикипьезоэлектрического двигателя 1, Нафиг. 3 сплошной линией показана частотная характеристика пьезоэлектрического двигателя 1 (зависимостьчастоты и вращения ротора от частотывозбуждения осциллятора Я) и положение частоты Я гетеродина 11. ЧастотаЯ возбуждения соответствует максимальной частоте ивращения.Если с помощью какого-либо внешнего привода начать раскручивать вал 4привода, то датчик 5 частоты,вращения вала вырабатывает сигнал, частота М которого увеличивается пропорционально увеличению частоты и вала4. Так как сигнал датчика 5 поступает на смеситель 9, на который поступает также сигнал гетеродина 11, топри раскручивании вала 4 на выходе13 смесителя 9 появляются две боковые частоты Ф (Я,. - Я) - нижняя Ид и(Я +Оэ ) - верхняя яв.С увеличением частоты и раскручивания вала 4 боковые частоты Я и Ядвижутся в разные стороны(на Фиг.3показано стрелками), относительночастоты Я гетеродина. Зависимостьих изменения от частоты вращения ва.ла 4 показана на Фиг. 3 наклоннымипрямыми,При частоте вращения вала 4, рав"ной и , верхняя боковая частота ясовпадает с частотой Я возбужденияосциллятора, находящейся на правомсклоне частотной характеристики пьезоэлектрического двигателя.При отключении внешнего приводав точке пересечения система оказывается в устойчивом состоянии и враще-ние самопроизвольно поддерживаетсяза счет. наличия замкнутой цепи отри"цательной обратной связи.Точка и а является точкой устойчивого равновесия, в которой приводстремится вернуться в эту точку привоздействии дестабилизирующих факторов, т,е, привод в точке и я осуществляет стабилизацию частоты враще"ния вала 4 пьезоэлектрического двигателя 1.5 1Для ввода привода в точку стабили= зации необходимо раскрутить вал 4 до частоты, превышающей п(Фиг. 3), при которой верхняя боковая частота (д становится больше Я (и- критическая частота, при превышении которой привод стремится перейти в точку и Сд ). Это можно сделать с помощью внешнего двигателя, однако такой способ запуска неудобен.Привод может быть запущен с помощью,отдельного запускающего генератора с частотой, лежащей в пределах Я- я, например равной Яр. При этом вал 4 вращается с частотой имоксф а верхняя боковая частота равна ЯЗ.После отключения запускающего генератора привод возвращается в точку стабилизации, так как верхняя боковая частота изменяется по наклонной прямой, т.е. частота возбуждения осциллятора перемещается по частотной характеристике пьезоэлектрического двигателя, как показано на Фиг. 3 стрелками, до точки и д их,совнасдения.Конструктивно запускающий генератор может быть выполнен отдельно. Однако более целевообразно для этих целей испольэовать гетеродин 11, имеющии блок 18 запуска с кнопкой 19.При нажатии кнопки 19 к частотозадающим ЕС-элементам гетеродина 11 подключаются дополнительные элементы блока 18 запуска так, что частота гетеродина становится равной Я , т.е, на двигатель 1 подается частота ЯПо достижении валом 4 пьезоэлектрического двигателя 1 частоты и Ос вращения кнопка 19 отпускается, гетеродин 11 начинает вырабатывать частоту ц, и система из точки иО возвращается в точку и с стабилизации. Во втором варианте работы привода частота Я гетеродина 11 выбирается несколько выше правого склона частот.ной характеристики пьезоэлектрического двигателя 1 (Фиг. 4). При раскручивании вала привода на выходе 13 смесителя 9 возникают две боковые частоты ц и (д , которые с увеличением частоты п вращения вала 4 перемещаются вправо и влево относительно частоты я, как показано на Фиг. 4 стрелками, по наклонным прямым ливиям. Зб 435В точке совпадения линии перемещения нижней боковой частоты Я с частотной характеристикой пьезоэлект" рического двигателя (точка и Я ) система оказывается в положении устойчивого равновесия, В этой точке уменьшение или увеличение дестабилизирующим воздействием частоты и вращения вала 4 приводит к такому изменению частоты Я возбуждения осциллятора 2, что частота вращения стремится вернуться в исходную точку и Я ,Дпя осуществления пуска приводачастота принудительного вращения вала 4 должна быть выше и, при которой Яц находится в пределах Я -Я .При запуске привода от внешнего 20 генератора частота возбуждения осциллятора должна лежать в пределахвЯ - и. Она может быть равна И.При этом частота вращения вала становится равной иц, а нижняя боковая 25 частота - Я. После отключения генератора привод переходит в точку исЯс.Во втором варианте выполнения привода при его. запуске от гетеродина11 частота последнего должна пони жаться до значения Яо. Это понижениеможет осуществляться путем отключенияс помощью кнопки 19 дополнительныхэлементов блока 18 запуска от частотозадающих ЕС-элементов гетеродина,Коэффициент стабилизации скоростипьезоэлектрического привода определяется коэФФициентом передачи частотонезависимого звена, который примерноравен400,6 и макс 0 с К - -----(д о где- добротность по скорости пьезоэлектрического двигателя (ЦЯо45, Ья - ширина частотной характеЬЯристики на уровне 0,7 по частоте вращения ротора).Предлагаемый привод по сравнениюс известным позволяет обеспечить плавное регулирование частоты вращения вала 4, что может быть получено путем плавной перестройки частоты гетеродина 11 посредством плавного изменения его частотозадающих элемен" тов, Перестройка частоты гетеродина 11 вызывает смещение боковых частот, т,е. изменение частоты возбужденияосциллятора 2, При этом изменение частоты возбуждения осциллятора 2 в пределах склона на частотной зависимости двигателя 2 не приводит к ухудШению коэффициента стабилизации, т.е.5 привод сохраняет свои свойства при изменении.частоты вращения вала 4 в довольно широких пределах (3 5) раз.По сравнению с известным предлаГаемый привод имеет более чем в 10 раз меньшую частоту вращения вала. Формула изо брет ения15Пьезоэлектрический привод, соДержащий замкнутую цепь системы стабилизации частоты вращения вала, включающую пьезоэлектрический двигатель с датчиком частоты вращения вала, подключенный к выходу усилителя мощности, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей, заключающихся в обеспечении возможности уменьшения нижнего предела частоты вращения вала и обеспечения воэможности ее плавного регулирования,в него введены гетеродин, выход которого соединен с первым входом смесителя, второй вход которого соединен с датчиком частоты вращения вада двигателя, а выход соединен с входом усилителя мощности.2. Привод по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что выход смесителя соединен с входом усилителя мощности через электрический фильтр.Составитель СЛодорски Техред И.Ходанич орректор В.Гири актор И.Петро оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгор агарина, О Заказ 112 ВНИИПИ Го Тираж 482 твенного комитет 3035, Москва, Подписноео изобретениям и открьггиям при ГКНТ СССР35, Раушская наб д. 4/5

Смотреть

Заявка

4121883, 30.06.1986

КИЕВСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ИМ. 50-ЛЕТИЯ ВЕЛИКОЙ ОКТЯБРЬСКОЙ СОЦИАЛИСТИЧЕСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ

ВИШНЕВСКИЙ ВЛАДИМИР СЕРГЕЕВИЧ, ЛАВРИНЕНКО ВЯЧЕСЛАВ ВАСИЛЬЕВИЧ

МПК / Метки

МПК: G11B 15/40, G11B 15/46, H01L 41/00

Метки: привод, пьезоэлектрический

Опубликовано: 15.01.1990

Код ссылки

<a href="https://patents.su/5-1536435-pezoehlektricheskijj-privod.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Пьезоэлектрический привод</a>

Похожие патенты