Устройство для питания пьезоэлектрического вибродвигателя

(5)М. Кл. .В 06 В 1/06 Ввуддранепний квинтет СИР ие дншн нмбрвтеннй. и втнрмей.(088,8) Дата опубликования описания 28,02.80(72) Автор изобретения А.- В. А, Буда Каунасский политехнический институт ам. Антанаса Снечкуса(84) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПИТАНИЯ ПЬЕЗОЭЛЕКГРИЧЕСКОГО ВИБРОДВИГАТЕЛЯ1Изобретение относится к приборостроению,и может быть использованодля питания пьеэокерамическкхи магиитострикционных преобразователей вибро-двигателей.Известны устройства для питанибпьезоэлектрических преобразователей, содержащие датчик скорости вращения диска двигателя, связанный через частотный детектор с управляемым генератФром переменного напряжения, подключенным к пьезокерамическнм пластинам меж 4,ду которыми укреплен С-образный резонатор 11,Недостаток этих устройств эаключаеься в том, что они не обеспечивают управление питания пьезокерамического преобразователя во время переходного процесса в шаговом режиме работы.Наиболее близким по технической сущ- щности к предложенному является устройство для питания пьезокерамического преобразователя вибродвигателя, содержащеепоследовательно соединенные блок управ 2ления, генератор переменного напряжения, усилитель мощности и пьезокерамический преобразователь, сопряженный с ротором вибродвигателя и подключенный к входу усилителя, формирователь импуль-", сов, схему И-НЕ н четырехдиодный ключь на выходе которого включен конденсатор 2.Однако это устройство имеет недостаточную точность регулировки угловой скорости ротора вибродвигателя, особен- . но ъ старт-стоиком режиме и низкое быстродействие пуска в шаговом режиме работы.Цель изобретения - повышение эффективности.Это достигается тем, что в предло- , женное устройство введены счетный триггер, два формирователя импульсов минимальной и максимальной длительности, три схемы И-НЕ, четыре инвертора, два Т-триггера, два блока опорных напряжений, опорный генератор, генератор линейно-нарастающего"напряжения и бра"3 71ный усилитель. Ьок управления содержит три вентиля. Выход усилителя подключен к входу счетного триггера, прямой выход которого соединен с первымиьходами первой и второй схем И-НЕ иьходами двух формирователей импульсовминимальной и максимальной длительности, выходы которых подключены к первым ьходам соответственно третьей ичетвертой схем И-НЕ и через первыйи второй инверторы - к вторым входамсоответственно первой и второй схемИ-НЕ, выходы которых соединены с входами установки нуля соответственнопервого и второго. Т-триггеров, подключенных входами установки единицы к вы,ходам третьей и четвертой схем И-НЕ,"вторые.ьходы которых соединены с ин"версным выходом счетного триггера и спервым входом генератора линейно-нарастающего напряжения,. второй вход которого подключен к одному выходу опорно"го генератора, вторым выходом подключенного через формирователь импульсовк ьходу четырехдиодного ключа, другойвход которого соединен с выходом гене. ратора линейно-нарастающего напряжения,а выход которого подключен к одномуиэ входов вентиля блока управления, соединенного двумя другими входами черезтретий и четвертый инверторы с выходами соответственно первого и второгоТ триггеров и с ьходами соответственно- второго и третьего вентилей блока"упраления, вторые ьходы которых под";"ййючены квыходам соответственно первого и второго блоков опорных напряжений.На фиг. 1 изображена структурнаясхема устройства на фиг. 2 - графикнарастания угловой скорости ротора нафиг. 3 - временные диаграммы работыустройства.Устройство содержит опорный генератор 1, один выход которого подключенк формирователю 2 импульсов, а другойвыход - к генератору 3 линейно-нарастающего ,напряжения, выходы которыхсоединены с входами четырехдиодногоключа 4, на выходе которого включенконденсатор 5, подключенный к ьходубуферного усилителя 6, выход которогочерез последовательно соединенные вен-,тиль 7 блока 8 управления генератор 9переменного напряжения и усилитель 10моцности подключен к пьеэокерамическому преобразователю 11, сопряженномур ротором 12 вибродвигателя, датчик"13 угловой скорости, также сопряжен 40450 55 Устройство работает следующим образом.При включении устройства переменный сигнал генератора 9 через усилитель 10 мощности подается к пьеэокерамическому преобразоватепю 11, который совершает продольные колебания с резонансной частотой. Так как преобразовательупруго сопряжен с ротором 12 вибродвигатель иэ-за сил трения с наконечником преобразователя вращается с определенной угловой скоростью, Сигнал с датчикаугловой скорости 13 через усилитель 14(фиг. 3 а) подается к счетному ьходу триггера 15. Сигнал с прямого выхода триггера 15 запускает формирователи импульсов длительности, формирующие положительные импульсы. При пуске ротора 12 вибродвигатепя положительный полупериод сигнапа на выходе триггера 15 (фиг, 3 з) сравнивается по длительности с отрицательным импульсом (фиг.3 и), который через инвертор 23 поступает с формирователя 19 импульсов максимальной длительности, в схеме И-НЕ 17, на выходе которой формирует 6627ный с ротором 12 вибродвигателя иподключенный к входу усилителя 14, выход которого подключен к входу счетного триггера 15, прямой выход которогосоединен с первыми входами первой 16и второй 17 схем И-НЕ и входами двухформироватепей импульсов минимальной18 и максимальной 19 длительности,выходы которых подключены к первым 10 ьходам соответственно третьей 20 ичетвертой 21 схем И-НЕ и через первый 22 и второй 23 инверторы - к вторым входам соответственно первой 16и второй 17 схем И-НЕ, выходы кото рых соединены с ьходами установки нулясоответственно первого 24 и второго25 Т-триггеров, подключенных ьходамиустановки единицы к выходам третьей20 и четвертой 21 схем И-НЕ, вторые 20 ьходы которых соединены с инверснымвыходом счетного триггера 15 и с первым входом генератора линейнонарастающего напряжения 2. Два других вентиля26 и 27 блока 8 управления подключенык выходам соответственно первого 24и второго Т-триггеров, которые соединены такие через третий 28 и четвертый29 инверторы с входами вентиля 7, Вторые входы вентилей 26 и 27 подключены к выходам соответственно первого30 и второго 31 блоков опорных напряжений.фо р мул в 5 7166 сяимпульс (фиг. 3 к), устанавливающий в единичное состояние триггер 25. Сиъ нап триггера 25 через инвертор 29 закрывает вентиль 7 блока управления 8 и открывает вентиль 27, через который с блока 31 опорного напряжения на вход управления генератора 9 переменного напряжения поступает сигнал, определяющий максимальную амплитуду переменного сигнала, который через усилитель 10 мошности поступает на. пьезокерамический преобразователь 11, Этим обеспечивается максимальный момент вращения ротора 12 и тем самым минимальное время переходного процесса пуска, С возрастанием угловой скорости .ротора 12 длительность периода Т сигнала датчика 12 уменьшается и она становится меньше длитель-ности импульсами,зс формирователя 19. В этот момент Ь (фиг, 2) на выходе 20 схемы И-НЕ 21 появляются отрицательные импульсы, устанавливающие триггер 28 в нулевое состояние (фиг. 3 3 ).Сигнал триггера 28 закрывает вентиль 27 и через инвертор 29 открывает вентиль 7, через который с буферного усилителя 6 на управляющий вход генератора 9 поступает сигнал фаэовой системы регулирования угловой скорости ротора 12, работаюшей следующим образом.Сигнал с инверсного выхода триггера 18 отрицательным фронтом запускает генерарот 3 линейно-нарастающего напряжения. Опорный генератор 1 через формирователь импульсов 2 открывает диодный З 5 ключ 4, во время открытого состояния которого запоминающий конденсатор 8 эаряжвется.до величины напряжения на выходе блока 3, пропорциональной мгновенной скорости ротора 12. Задним, фрон 40 том импульса опорного генератора 1 напряжение на выходе.генервтбра 3 сбрасывается к нулю. Таким образом сигнал с запоминаюшего конденсатора 5, который практически остается постоянньы во время следующего периода, через буферный усилитель 6 и вентиль 7 подается к генератору 9. Во время установившегося режима отрицательные импульсы с инверсного выхода триггера 15(фиг. 3 6 ) рввниваются с положительными импульсами формирователя 19 (фиг. Зб ) в схеме И-НЕ 21, и сигналы с ее выхода поддерживают триггер 25 в нулевом состоянии. Положительные55 импульсы с прямого выхода триггера 5 (фиг. 3 3 ) сравниваются с отрицательными импульсами формирователя 18 27(фиг, Зе) в схеме Р-НЕ 16 и сигналыс ее выхода (фиг. 3) поддерживают внулевом состоянии триггер 24. Еслииз-эа инерции ротора ипи других возмущений угловая скорость ротора станович- ся больше определенной заданной величины, т.е. онв выходит иэ зоны действияфаэовой системы регулирования (фиг. 2), то длительность периода сигнала датчика13 становится меньше минимальной длн- .гепьности формирователя 18 (момент В2 фиг. 2). В этом случае отрицательныйимпульс с инверсного выхода триггера15 (фиг. 3 д ) сравнивается по длительности с положительным импульсом фор-мирователя 18 (фиг, 3 м) в схеме И-НЕ 20, на выходе когорой появляются импульсы (фиг, 3 н), устанавливающие триггер 24 в"единичное состояние. Сигнал триггера 24 через инвертор 28 закрывает вентиль 7 и открывает вентиль 26, через который с блока 30 опорного напряжения 30 на вход управления генератора 9 подается сигнал, обеспечивающий максимальное торможение ротора 12, угловая скорость которого уменьшается и входит в зону действия системы фазовой регулировки (момент 1 фиг. 2).Предложенное устройство повышает : быстродействие пуска в старт-стопном режиме работы вибродвигатепя, причем оно уменьшает вероятность срыва работы при случайных выбросах скорости в большую или меньшую сторону, а тем самым повышает точность регулировки угловой скорости ротора вибродвигателя. Устройство дпя питания пьезоэлектрического вибродвигателя, содержащее последовательно соединенные блок управления, генератор переменного напряжения, усилитель мощности и пьезокервмический преобразователь, сопряженный с ротором вибродвигвтеля, датчик угловой скорости, также сопряженный с ротором вибродви- гателя и подключенный к входу усилителя, формирователь импульсов, схему И-НЕ и четырехдиодный ключ, на выходе которого включен конденсатор, о т л ич а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения эффективности, в него введены счетный триггер, два формирователя импульсов минимальной и максимальной длительности, три схемы И-НЕ, четыре инвертора, два Т-триггера, два блокаопорных напряжений, опорный генератор, генератор "линейно-нарастающего напря- жения и буферный усилитель, а блок уйраЫейия содержйт три вентиля, причем выход усилителя подключен к входу счетного триггера, прямой выход которого соединен с йервыми входами первой ,и второй схем И-НЕ и ьходами двух формирователей импульсов минимальной и максимальной длительности, выходы ко ,торйх йодключены к первым ьходам соответственно третьей и четвертой схем И-НЕ и через первый и второй инверторй - к вторым входам соответственно первой и второй схем И-НЕ, выходы ко торых соединены с входами установки нуля соответственно первого и второго Т-триггеров, подключенных входами установки единицы к выхопам третьей и четвертой схем И-НЕ, вторые входы кото 20 рых соединены с инверсным, выходом счетного триггера и с первым входомГенератора линейно-нарастающего напряжения, второй вход которого подключен 27 8к одному выходу опорного генератора,вторым выходом подключенного черезформирователь импульсов к входу четырехдиодного ключа, другой вход которого соединен с выходом генератора линейно-нарастающего напряжения, а выходкоторого подключен к одному из входоввентиля блока управления, соединенногодвумя другими входами через третий ичетвертый инверторы с выходами соответственно первого и второго Т григгеров и с входами соответственно второгои третьего вентилей блока управления,вторые входы которых подключены к выходам соответственно первого и второго.блоков опорных напряжений.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССРМю 506057, кл. 611 В 15/28, 1974,2, Авторское свидетельство по заявкеМ 2401439, клф Э 06 В 3.106 ф 3.977716627 6 8 д е Ж- Г 3 иг. Составитель В. Антиповктор А. Шмепькин Техред Н, Ковалева Ко ктор А. Задерновская каз 9704/6 Тираж . 868 ПодписноеЦНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113038, Москва, Ж, Раушская наб.,/8 филиал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4