DE29603924U1

DE29603924U1 - Ansteuerungen für Aktoren mit dem Aufbau eines Differentialkondensators

Info

Publication number: DE29603924U1
Application number: DE29603924U
Authority: DE
Original assignee: CMS Mikrosysteme GmbH Chemnitz
Current assignee: Cms Mikrosysteme De GmbH
Priority date: 1996-03-02
Filing date: 1996-03-02
Publication date: 1996-04-25
Anticipated expiration: 2006-03-03

Description

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft Ansteuerungen für Aktoren mit dem Aufbau eines Differentialkondensators.

Für die Ansteuerung von Aktoren mit dem Aufbau eines Differentialkondensators sind zur Erzeugung der elektrischen Wechselfelder zwei Wechselspannungen notwendig. Das bedeutet, daß zwei Wechselspannungsverstärker und zwei frequenzerzeugende Generatoren für den Betrieb eines Aktors vorhanden sein müssen. Wird z.B. im Resonanzbetrieb auf einen verzichtet, so daß nur eine feststehende Elektrode und die Schwenkelektrode mit einer Wechselspannung beaufschlagt werden, wird eine geringere Auslenkung bei einer ungünstigen Zuverlässigkeit erreicht.

Der in den Schutzansprüchen 1 und 2 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine miniaturisierbare und ökonomisch leicht zu realisiernde Ansteuerung für Aktoren mit dem Aufbau eines Differentialkondensators zu schaffen.

Dieses Problem wird mit den in den Schutzansprüchen 1 und 2 aufgeführten Merkmalen gelöst.

Die Ansteuerung für Aktoren mit dem Aufbau eines Differentialkondensators, wobei Bewegungen einer entsprechend gelagerten Elektrode durch ein elektrisches Wechselfeld realisiert werden, zeichnet sich vor allem dadurch aus, daß nur eine Wechselspannung erforderlich ist. Diese wird dabei aus einer Gleichspannung, die gleichzeitig das Potential einer Elektrode darstellt, erzeugt.

Dabei kommt das Stromnetz (lN/230V/50Hz) direkt, andere Stromnetze mit einer Spannungsvervielfachung oder Gleichstromnetze

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mit einem eine größere Spannung liefernden Transverter zum Einsatz. Mit der Verwendung des Stromnetzes sind netzbetriebene Anordnungen realisierbar. Bei Verwendung eines Gleichstromnetzes ist der Betrieb in batteriegespeisten, mit Akkumulatoren betriebenen Netzen oder anderen Niederspannungsnetzen gegeben. Der Aktor kann statisch, quasistatisch oder dynamisch, dabei vorzugsweise in Resonanz, betrieben werden. Im Resonanzbetrieb werden die größten mechanischen Wegänderungen erreicht. Mit einem Funktionsgenerator, welcher eine beliebige Spannungsfolge generiert, ergibt sich ebenfalls eine kostengünstige Möglichkeit für die quasistatische Betriebsart.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Schutzansprüchen 3 bis 5 angegeben.

Ein Amplitudenbereich des Gleichspannungspotentials und ein Arbeitsbereich des Funktionsgenerators sind in den Weiterbildungen der Schutzansprüche 3 und 4 angegeben. Die regel- oder einstellbaren Parameter der Frequenz, der Schaltspannung des Wechselspannungsverstärkers und damit gleichzeitig des Potentials einer der Elektroden sichern einen von außen wählbaren oder vom Gesamtsystem, in dem ein Aktor oder mehrere Aktoren eingebunden sind, bestimmten geregelten Betrieb.

Die Weiterbildung nach Schutzanspruch 5 zeigt eine mögliche Variante der Beschaltung des Aktors mit dem Aufbau eines Differentialkondensators auf.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Figuren 1 und 2 erläutert. Es zeigen:

Figur 1 Blockschaltbild der Ansteuerung mit dem Betrieb aus dem Netz (lN/230V/50Hz) für Aktoren mit dem Aufbau eines Differentialkondensators bestehend aus zwei nebeneinander feststehenden Elektroden und einer

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darüber angeordneten Schwenkelektrode

Figur 2 Blockschaltbild der Ansteuerung mit dem Betrieb aus einem Gleichstrom liefernden Niederspannungsnetz für Aktoren mit dem Aufbau eines Differentialkondensators bestehend aus zwei übereinander feststehenden Elektroden und einer dazwischen angeordneten Schwenkelektrode.

1. Ausführungsbeispiel

Die Ansteuerung für Aktoren 1 mit dem Aufbau eines Differentialkondensators besteht entsprechend der Figur 1 aus dem Aktor 1, einem Wechselspannungsverstärker 5, einem Funktionsgenerator 6, einer Stromversorgung 7 des Funktionsgenerators &bgr; und einer Gleichrichtungs- und Glättungsschaltung 8 der Netzspannung (1N/230V/50HZ).

Der Differentialkondensator besteht aus zwei nebeneinander angeordneten und feststehenden Elektroden 2 und 3 und einer darüber beweglich angeordneten Schwenkelektrode 4. Eine der Elektroden 2 oder 3 ist mit Masse und die andere mit dem Ausgang der Gleichrichtungs- und Glättungsschaltung 8 der Netzspannung (lN/230V/50Hz) verbunden. Die gleichgerichtete und geglättete Netzspannung ist am Ausgang als Gleichspannungspotential in einem Bereich einschließlich (0 und l)x dieser Spannung einstellbar.

Die Schwenkelektrode 4 ist mit dem Ausgang des Wechselspannungsverstärkers 5, dessen Versorgungs- und Schaltspannung die gleichgerichtete und geglättete Netzspannung darstellt, verbunden.

Der Eingang des Wechselspannungsverstärkers 5 ist mit dem Ausgang des Funktionsgenerators 6 zusammengeschalten. Dabei handelt es sich um einen Rechteckgenerator, dessen Frequenz im Bereich von 350 Hz bis 1500 Hz einstellbar ist. Er wird über die Stromversorgung, die eingangsseitig mit dem Netz verbunden ist, mit einer Gleichspannung von 5 V betrieben.

2. Ausführungsbeispiel

Ein zweites Ausführungsbeispiel der Ansteuerung für Aktoren 1 mit dem Aufbau eines Differentialkondensators besteht entsprechend der Figur 2 aus dem Aktor 1, einem Wechselspannungsverstärker 5, einem Funktionsgenerator 6 und einem Transverter 9.

Der Differentialkondensator besteht aus zwei übereinander angeordneten und feststehenden Elektroden 2 und 3 und einer dazwischen beweglich angeordneten Schwenkelektrode 4. Eine der übereinander und feststehenden Elektroden 2 oder 3 ist mit Masse und die andere mit dem Ausgang des Transverters 9 verbunden. Dieser wandelt die Gleichspannung von 12 V" des Niederspannungsnetzes in eine Gleichspannung, die vorzugsweise in der Größenordnung des Gleichspannungspotentials des 1. Ausführungsbeispiels liegt. Diese ist am Ausgang in einem Bereich einschließlich (0 und l)x dieser Spannung einstellbar. Die Schwenkelektrode 4 ist mit dem Ausgang des Wechselspannungsverstärkers 5 verbunden. Die Versorgungs- und Schaltspannung des Wechselspannungsverstärkers 5 ist gleichzeitig die am Ausgang des Transverters 9 anliegende Gleichspannung. Der Eingang des Wechselspannungsverstärkers 5 ist mit dem Ausgang des Funktionsgenerators 6 zusammengeschalten. Dabei handelt es sich um einen Sägezahngenerator, dessen Frequenz im Bereich von 350 Hz bis 1500 Hz einstellbar ist. Die Stromversorgung des Sägezahngenerators erfolgt direkt aus dem Niederspannungsnetz .

Die Anordnung des Aktors 1 mit dem Aufbau eines Differentialkondensators des 1. Ausführungsbeispiels ist auch durch die Ansteuerung des 2. Ausführungsbeispiels und die Anordnung des 2. Ausführungsbeispiels mit der Ansteuerung des 1. Ausführungsbeispiels betreibbar.

Weitere mögliche Anordnungen von Aktoren 1 mit dem Aufbau von Differentialkondensatoren sind durch die Ansteuerungen des 1. oder 2. Ausführungsbeispiels betreibbar.

Für Stromnetze mit einer Wechselspannung von 110/125 V beinhaltet die Gleichrichtungs- und Glättungsschaltung 8 in einfachster Ausführung einen Spannungsverdoppler.

Der Funktionsgenerator 6 ist als Rechteck-, Sägezahn- oder eine andere Wellenform liefernder Generator für die Ansteuerung für Aktoren mit dem Aufbau eines Differentialkondensators einsetzbar.

Claims

&idiagr; ■ · Schutzansprüche

1. Ansteuerung für Aktoren mit dem Aufbau eines Differentialkondensators, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden der Teile des Differentialkondensators mit Masse, einem Gleichspannungspotential und dem Ausgang eines Wechselspannungsverstärkers (5) verbunden sind, daß das Gleichspannungspotential zum einen entweder die gleichgerichtete, geglättete oder die gleichgerichtete, geglättete und um einen Betrag > 1 vervielfachte Netzspannung und zum anderen gleichzeitig die Versorgungs- und die Schaltspannung des Wechselspannungsverstärkers (5) ist, daß der Eingang des Wechselspannungsverstärkers (5) mit dem Ausgang eines Funktionsgenerators (6) zusammengeschaltet und daß die Stromversorgung (7) des Funktionsgenerators (6) mit Netz verbunden ist.

2. Ansteuerung für Aktoren mit dem Aufbau eines Differentialkondensators insbesondere nach Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden der Teile des Differentialkondensators mit Masse, einem Gleichspannungspotential und dem Ausgang eines Wechselspannungsverstärkers (5) zusammengeschaltet sind, daß das Gleichspannungspotential gleichzeitig die Versorgungs- und die Schaltspannung des Wechselspannungsverstärkers (5) ist, daß der Eingang des Wechselspannungsverstärkers (5) mit dem Ausgang eines Funktionsgenerators (6) verbunden ist, daß die mit dem Gleichspannungspotential zusammengeschaltete Elektrode und der Versorgungs- und Schaltspannungseingang des Wechselspannungsverstärkers (5) mit dem Ausgang eines einen größeren Spannungswert liefernden Transverters (9) zusammengeschaltet sind, daß dessen Eingang mit einem Gleichstrom liefernden Niederspannungsnetz verbunden und daß die Stromversorgung des Funktionsgenerators (6) das Gleichstrom liefernde Niederspannungsnetz ist.

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3. Ansteuerung für Aktoren mit dem Aufbau eines Differentialkondensators nach einem der Schutzansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleichspannungspotential im Bereich
einschließlich 0 und Maximum der Spannung einstell- oder
regelbar ist.

4. Ansteuerung für Aktoren mit dem Aufbau eines Differentialkondensators nach einem der Schutzansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Funktionsgenerator (6) ein in seiner
Frequenz vorzugsweise im Bereich von 0 bis 2 kHz einstellbarer und/oder regelbarer Rechteckgenerator ist.

5. Ansteuerung für Aktoren mit dem Aufbau eines Differentialkondensators nach einem der Schutzansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden der feststehenden Teile (2) und (3) des Aktors (1) mit dem Gleichspannungspotential und
Masse verbunden sind und daß die Elektrode des beweglichen
Teiles (4) des Aktors (1) mit dem Ausgang des Wechselspannungsverstärkers (5) zusammengeschaltet ist.