SU1597234A1

SU1597234A1 - Ультразвуковое излучающее устройство

Info

Publication number: SU1597234A1
Application number: SU874217589A
Authority: SU
Inventors: Владимир Владимирович Ледерер
Original assignee: Предприятие П/Я А-3503
Priority date: 1987-02-18
Filing date: 1987-02-18
Publication date: 1990-10-07

Abstract

Изобретение относитс к области приборостроени и может быть использовано дл питани пьезокерамических и магнитострикционых преобразователей. Цель изобретени - увеличение мощности при посто нной нагрузке. Напр жение после выпр мителей 6, 7 усредн етс на низкочастотных фильтрах 8, 9 и подаетс на дифференциальный усилитель 10. В компараторе 11 определ етс знак напр жени на выходе усилител 10, в соответствии с которым блок 12 управлени подает команду на увеличение или уменьшение частоты генератора 1 переменного напр жени . Частота автоматически поддерживаетс такой, чтобы амплитуды колебаний обоих преобразователей были одинаковы, что обеспечивает максимальную скорость вибропривода. 2 ил.

Description

Фиг.1

Изобретение относитс к приборостроению и может быть использовано дл питани пьезокерамйческих и маг- нитострикционных преобразователей.

Целью изобретени вл етс увеличение мощности при посто нной нагрузке .

На фиг. 1 изображена структурна схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - резонансные кривые пьезокерамйческих преобразователей.

Устройство содержит генератор 1 переменного напр жени , усилитель 2 мощности, соединенный выходами с силовыми электродами первого 3 и второго пьезокерамйческих преобразователей , механически сопр женных, например , с ротором виброприводом 5. Электроды обратной св зи первого 3 и второго 4 пьезокерамйческих преобразователей соединены с входами соответственно первого 6 и второго 7 выпр мителей , выходы которых соединены соответственно с входами первого 8 и второго 9 низкочастотных фильтров. Выходы последних соединены с входами дифференциального усилител 10, выход которого соединен с первым входо компаратора 11, второй вход которого соединен с общей шиной. Выход компаратора 11 соединен с входом блока 12 управлени , выход которого соединен с входом управлени генератора 1 переменного нап|э жени .

Устройство работает следующим образом .

Генератор 1 вырабатывает переменное напр жение, которое после усилени ,в усилителе 2 мощности прикладыветс к силовым электродам первого 3 и второго 1 пьезокерамйческих преобразователей . Под действием предлагаемого переменного напр жени вследстг .вие обратного пьезоэффекта пьезоке- рамические преобразователи 3 и 4 совершают продольные колебани . В то же врем , вследствие пр мого пьезоэффекта на электродах обратной св зи пьезокерамйческих преобразователей 3 и 4 образуетс переменное напр жение , величина которого пропорциональна амплитуде их вибрации. Эти напр жени выпр мл ютс в выпр мител х 6 и 7 и затем фильтруютс в низкочастотных фильтрах 8 и 9. На выходах первого 8 и второго 9 низкочастотных фильтров имеютс посто нные напр жени , величины которых пропор

10

15

723А4

циональны амплитудам вибраций соответствующих пьезокерамйческих преобразователей 3 и 4. Эти напр жени подаютс на входы дифференциального усилител 10, и напр жение на его выходе пропорционально разни.це наг1р - жений на выходах низкочастотных фильтров 8 и 9. Компаратор 11 определ ет знак напр жени на выходе дифференциального усилител 10. Если напр жение на выходе низкочастотного фильтра 8 оказываетс выше, чем напр жение на выходе фильтра 9, то напр жение на выходе дифференциального усилител 10 положительное, если наоборот , то отрицательное. Если напр жение на выходе дифференциального усилител 10 положительное, то на выходе компаратора 11 присутствует единица, если напр жение на выходе дифференциального усилител 10 отрицательное , то на выходе компаратора 11 присутствует нуль. Работа блока 12 управлени сводитс к следующему: если к его входу с выхода fcoMnaparopa подаетс единица, то на его выходе формируетс возрастающее напр жение, если подаетс нуль, то напр жение на его выходе убывает. Повышение напр жени на выходе блока 12 управлени приводит к увеличению частоты генератора 1 переменного

20

25

30

5

0

5

0

5

напр жени , а снижение напр жени - соответственно к уменьшению частоты.

В случае работы устройства, напри- „ мер, на вибропривод последний имеет оптимальные характеристики тогда, когда частота генератора 1 имеет среднее значение между резонансными частотами f, f (фиг. 2) пьезокерамйческих преобразователей 3 и 4. Предположим , что частота генератора 1 снижаетс . При этом она приближаетс к частоте резонанса f., и отдал етс от частот1Арезонанса f . Следовательно, амплитуда колебани пьезокерамичес- кого преобразовател 3 увеличиваетс , а у пьезокерамического преобразовател k уменьшаетс . Это приводит к тому , что напр жение на электроде обратной св зи пьезокерамического преобра- зовател 3 оказываетс выше, чем на соответствующем электроде пьезокерамического преобразовател 4. Соответственно и на выходе низкочастотного фильтра 8 напр жение оказываетс выше , чем напр жение на выходе низкочастотного фильтра 9 и, следователь51

но, напр жение на выходе дифференциального усилител 10 больше нул . Это приводит к тому, что на выходе компаратора 11 по вл етс единица, блок 12 управлени вырабатывает возрастающее напр жение, и частота генератора 1 повышаетс . Амплитуда колебаний пьезокерамического преобразовател 3 уменьшаетс , поскольку частота его колебаний удал етс от частоты f его резонанса, а амплитуда колебаний пьез.окерамического преобразовател k увеличиваетс . Это продолжаетс до тех пор, пока напр жение на выходе низкочастотного филь тра 9 не окажетс выше напр жени на выходе низкочастотного фильтра 8. При этом Напр жение на выходе дифференциального усилител становитс меньше нул , на выходе компаратора 11 по вл етс нуль, и напр жение на выходе блока 12 управлени уменьшаетс , что приводит к снижению частоты генератора 1. Далее процессы повтор ютс .

Таким образом, частота генератора 1 стремитс к частоте f3, периодически отклон сь от нее в ту или другую сторону. Устройство позвол ет посто нно следить за частотой генератора 1, при этом частота автоматически подбираетс такой, чтобы амплитуды колебаний обоих преобразователей были одинаковы, именно в таком режиме виб- оопривод имеет максимальные скорость,

597234 6 .

момент и КПД. Если требуетс сдвинуть частоту fj в ту или иную сторону (например, вследствие несимметричности частотных характеристик пьезокера- мических преобразователей), то это можно сделать соответствующим смещением нул дифференциального усилител .

10

Claims

Формула изобретени

Ультразвуковое излучающее устройство , содержащее последовательно

соединенные генератор переменног,о напр жени , усилитель мощности и пье- зокерамический преобразователь, а также блок управлени , подключенный к входу генератора переменного напр жени , отличающеес тем, что, с целью увеличени мощности при посто нной нагрузке, введены два выпр мител , второй пьезокерамичес- кий преобразователь , два низкочастотных фильтра, дифференциальный усилитель и компаратор, причем силовые электроды пьезокерамических преобразователей соединены между собой параллельно , а электроды обратной св зи

подключены через соответствующие вы- пр мители и низкочастотные фильтры к входам дифференциального усилител , выход которого соединен с первым входом компаратора, второй вход компаратора - с общей шиной, а выход - с входом блока управлени .

f f, f Фш.г