SU764016A1

SU764016A1 - Vibratory motor control device

Info

Publication number: SU764016A1
Application number: SU782685753A
Authority: SU
Inventors: Антанас Витаутас Антано Буда; Александр Иванович Азовцев; Викторас Витауто Жаляускас; Казимерас Миколо Рагульскис; Николай Тимофеевич Черешнев; Владимир Иванович Шокин
Original assignee: Каунасский Политехнический Институт Им. Антанаса Снечкуса; Предприятие П/Я А-1178
Priority date: 1978-11-21
Filing date: 1978-11-21
Publication date: 1980-09-15

Description

Изобретение относитс к приборостроению , к устройствам питани и управлени пьезоэлектрических и магнитострикционных вибродвигателей. Известно устройство дл питани пьезоэлектрического вибродвигател , содержащее блок управлени через генератор переменного напр жени и усилитель мощности, подсоединенный к пьезокерамическому преобразователю, сопр женному с ротором вибродвигател , формирователь импульсов, подключенный к диодному ключу, выход которого подключен к конденсатору, схемы И-НЕ и усилитель, причем устройство снабжено Т-триггерами, инверторами, вентил ми, блоками опорных напр жени буферным усилителем, опорным генератором , генератором линейно-нарастающего напр жени и счетным триггером, пр мой выход которого подключен пара лельно к первой и второй схемё1м И-НЕ и формировател м импульсов максимгшь ной и минимальной длительности, выхо ды формирователей через инверторы по соединены ко вторым входам первой и второй схем Й-НЕ и пр мо к третьей и четвёртой схемам и-НЕ, ко вторым входги которых подключен инверсный выход счетного „триггера, подсоединен ный также к генератору линейно-нарастгиощего напр жени , который пр мо подключен к диодному ключу и через опорный генератор.- к формирователю импульсов, причем выходы схем И-НЕ соответственно подсоединены ко входам установки нул и единицы двух Т-триггеррв , выходы Т-триггеров пр мо подключены к первому и второму вентил м блЬка управлени , а через инверторы - к третьему вентилю, третий вход которого через буферный усилитель подклю чен к точке соединени конденсатора и диодного ключа, а ко вторым входам первого и второго вентилей подсоеди иены блоки опорных напр жений f . Недостатки этого устройства: слож иость электрической схемы, ограничен-ность частОтнЬго диапазона регулировки скорости и малый КПД. Наиболее близким к предлагаемому пЪ технической сущности вл етс устройство дл управлени пьезоэлектрическим вибродвигателем, содержавде5в Члок управлени , диодный мост, транзистор , трансформатор положительной обратной св зи, согласующий трансформатор , в цепь первичнойобмотки которого последовательно включены вторична обмотка трансформатора положительной обратной св зи, фазовращатель с ограничителем, резонансный усилитель мощности, а в цепь вторич ной обмотки - первична обмотка трансформатора положительной обратной св зи, пьезокерамический преобразователь , сопр женный с ротором, одна диагональ диодного моста, другс диагональ которого подсоединена к коллектору транзистора f 2,The invention relates to instrument making, to power supply and control devices for piezoelectric and magnetostrictive vibration motors. A device for powering a piezoelectric vibrator motor is known, comprising a control unit through an alternating voltage generator and a power amplifier connected to a piezoceramic converter coupled to the vibrator rotor, a pulse driver connected to a diode switch, the output of which is connected to a capacitor, AND-N circuit and amplifier the device is equipped with T-triggers, inverters, valves, reference voltage blocks, a buffer amplifier, a reference generator, a linearly-increasing generator voltage and counting trigger, the direct output of which is connected parallel to the first and second AND-NOT circuits and pulse shapers of maximum and minimum duration, the output of the formers through inverters are connected to the second inputs of the first and second circuits Y-NOT and Directly to the third and fourth I-NOT circuits, to the second of which the inverse output of the counting trigger is connected, which is also connected to the linear-accumulator voltage generator, which is directly connected to the diode switch and through the reference generator. to the driver and pulses, the outputs of the NAND circuits, respectively, are connected to the installation inputs zero and two T-flip-flop units, the T-flip-flop outputs are directly connected to the first and second valves of the control unit, and through inverters to the third valve, the third input of which is through a buffer the amplifier is connected to the junction point of the capacitor and the diode switch, and to the second inputs of the first and second valves of the yen are the blocks of the reference voltage f. The disadvantages of this device: the complexity of the electrical circuit, the limited frequency range of the adjustment and low efficiency. The closest to the proposed pj of the technical entity is a device for controlling a piezoelectric vibration motor, containing a control loop, a diode bridge, a transistor, a positive feedback transformer, a matching transformer, the secondary winding of a positive feedback transformer, a phase rotator with a limiter are sequentially connected to the primary winding circuit. , resonant power amplifier, and in the secondary circuit - the primary winding of the positive feedback transformer , a piezoceramic transducer coupled to the rotor, one diagonal of the diode bridge, the other of which is connected to the collector of the transistor f 2,

бднако в этом устройстве при изме нении момента внешней нагрузки ротора создаютс колебани его угловой скорости.However, in this device, when the external load moment of the rotor changes, its angular velocity oscillates.

Цель изобретени - уменьшение колебаний угловой скорости при изменении внешней нагрузки и расширение частотного диапазона компенсации при различных скорост х вращени ротора.The purpose of the invention is to reduce the fluctuations of the angular velocity with changing external load and to expand the frequency range of compensation at different speeds of rotation of the rotor.

Это достигаетс тем, что в устройство предлагаемой конструкции введены датчик скорости, усилитель, часто ный дискриминатор, делитель напр жени и сумматор, один вход которого через делитель напр жени подсоединен к блоку управлени , а другой вхо через последовательно соединенные частотный дискриминатор и усилитель к датчику скорости, выход сумматора подключен к базе транзи5 гора.This is achieved by introducing a speed sensor, an amplifier, a frequent discriminator, a voltage divider and an adder into the device of the proposed design, one input of which is connected to the control unit through the voltage divider and the second input through a series-connected frequency discriminator and amplifier , the output of the adder is connected to the base transi5 mountain.

На чертеже представлена схема устройства . The drawing shows a diagram of the device.

Вторична обмотка трансформатора положительной обратной св зи 1 последовательно соединена с фазовращателем с ограничителем 2, резонансным усилителем 3, усилителем мощности 4 и первичной обмоткой согласующего трансформатора 5. Во вторичной цепи согласующего трансформатора 5 включены одна диагональ диодного моста 6 пьезокерамический преобразователь 7, сопр женный с ротором 8, и первична обмотка трансформатора положительной обратной св зи 1. втора диагональ диодного моста б соединена с коллектором транзистора 9. К базе транзистора подсоединен выход сумматора 10, к одному входу которого через делитель напр жени 11 подключен блок управлени 12, а к другому входу через частотный дискриминатор 13 и усилитель 14 - датчик скорости 15 вращени ротора 8.The secondary winding of the positive feedback transformer 1 is serially connected to a phase shifter with a limiter 2, a resonant amplifier 3, a power amplifier 4 and the primary winding of a matching transformer 5. In the secondary circuit of a matching transformer 5 one diagonal of the diode bridge 6 is connected to the rotor 8, and the primary winding of the positive feedback transformer 1. the second diagonal of the diode bridge b is connected to the collector of the transistor 9. To the base of the transistor under 10, the adder oedinen output to one input of which via a voltage divider 11 connected to the control unit 12 and to the other input via the frequency discriminator 13 and the amplifier 14 - the speed sensor 15, rotation of the rotor 8.

Устройство работает следующим образом . Сигнал с усилител мощности 4 через согласующий трансформатор 5 подаетс в цепь питани пьезокерамического преобразовател 7, который совер ает механические колебани и при взаимодействии с ротором 8 сообщает ему момент вращени .The device works as follows. The signal from the power amplifier 4 through the matching transformer 5 is fed to the power supply circuit of the piezoelectric transducer 7, which oscillates mechanically and, when interacting with the rotor 8, informs it of the torque.

На частоте резонанса преобразователь 7 имеет минимальный импеданс, и во вторичной цепи согласующего трансформатора 5 протекает наибольиий ток. Сигнал fc вторичной обмотки трансформатора положительной Обрат«ой св зи 1 через фазовращатель сAt the resonance frequency, the converter 7 has a minimum impedance, and the secondary current flows in the secondary circuit of the matching transformer 5. The fc signal of the secondary winding of the transformer is positive Reverse link 1 via a phase shifter with

ограничителем 2 и резонансный усилитель 3, в котором вьвдел етс основна гармоника сигнала питани , подаетс ко входу усилител мощности 4. Таким образом возбуждаютс автоколебани , частота которых автоматически подстраиваетс резонансной частоте пьезокерамического преобразовате л 7. . .limiter 2 and resonant amplifier 3, in which the main harmonic of the power signal is introduced, is supplied to the input of power amplifier 4. Thus, self-oscillations are excited, the frequency of which is automatically adjusted by the resonant frequency of the piezoceramic converter 7.. .

Сигнал, частота которого пропорциональна угловой скорости вращени ротора 8 с датчика скорости 15 через усилитель 14 подаетс к частотно1йу дискриминатору 13, в котором вьщел етс сигнал погрешности угловой скорости вращени ротора 8. Сигнал погрешности с дискриминатора 13 поступает к одному входу сумматора 10, к другому его входу подаетс посто нное напр жение с делител напр жени 11. Сигнал с выхода сумматора 10 подаетс к базе транзистора 9 и управл ет сопротивлением перехода коллектор-эммитер , а тем самым и напр жением питани пьезокерамического преобразовател 7. При этом измен етс амплитуд механических колебаний преобразовател и компенсируютс колебани угловой скорости ротора.A signal whose frequency is proportional to the angular velocity of rotation of the rotor 8 from the speed sensor 15 through the amplifier 14 is supplied to the frequency discriminator 13, in which the signal of the error of the angular velocity of rotation of the rotor 8 is transmitted. The error signal from the discriminator 13 is fed to one input of the adder 10, to another A constant voltage is applied to the input from the voltage divider 11. The signal from the output of the adder 10 is supplied to the base of the transistor 9 and controls the resistance of the collector-emitter junction, and thereby the supply voltage of the piezok In this case, the amplitudes of the mechanical oscillations of the converter are changed and the oscillations of the angular velocity of the rotor are compensated for.

Блок управлени 12 переключает делитель напр жени 11 при изменении средней скорости вращени ротора 8.The control unit 12 switches the voltage divider 11 when changing the average speed of rotation of the rotor 8.

Таким образом, при изменении момента внешней нагрузки стабильность угловой скорости по сравнению с прототипом повышаетс , а колебани угловой скорости ротора уменьшаютс в 3-4 раза. Так как диодный мост 6 и транзистор 9, при помощи которых управл етс амплитуда питани пьезокерамического преобразовател 7, практически безынерционные элементы, частотный диапазон компенсации колебаний угловой скорости ограничивает частота датчика скорости. При сравнении с известными аналогами частотный диапазон компенсации расшир етс в 2-3 раза.Thus, with a change in the moment of external load, the stability of the angular velocity in comparison with the prototype increases, and the oscillation of the angular velocity of the rotor decreases by a factor of 3-4. Since the diode bridge 6 and the transistor 9, which are used to control the amplitude of the power supply of the piezoelectric transducer 7, are almost instantaneous elements, the frequency range of the compensation of angular velocity oscillations limits the frequency of the speed sensor. When compared with the known analogues, the frequency range of compensation expands by 2-3 times.

Claims

Invention Formula

A device for controlling a vibrator motor, containing a control unit, a diode bridge, a transistor, a positive feedback transformer, a matching transformer, the secondary winding of a positive feedback transformer, a phase shifter with a limiter, a resonant power amplifier, and a circuit secondary winding .- primary winding of the transformer of positive feedback, piezoceramic transducer coupled to the rotor, and one diagonal An iodine bridge, another diagonal of which is connected to the collector of the transistor, is so tl that, in order to reduce fluctuations in the angular velocity when changing the external load and expanding the frequency compensation range at different rotor speeds, the speed sensor, amplifier, frequency disc minator, voltage divider and summator, one input of which through a voltage divider is connected to the control unit and the other input through serially connected frequency discriminator and amplifier - to the speed sensor, the output of the adder is connected to the base of the transistor.

Sources of information taken into account in the examination

1, Copyright certificate 2563126 / 18-10,

cl. At 06/1/06, 1978.

2.Certificate of Certificate No. 2574736 / 18-25,

0

cl. H 01 L 41/10; H 02 N 11/00, 1978.