SU817813A1

SU817813A1 - Device for power supply of vibromotor piezoelectric transducer

Info

Publication number: SU817813A1
Application number: SU792769661A
Authority: SU
Inventors: Антанас Витаутас Антано Буда; Викторас Витауто Жаляускас
Original assignee: Каунасский Политехнический Институтим. Ahtahaca Снечкуса
Priority date: 1979-05-22
Filing date: 1979-05-22
Publication date: 1981-03-30

Description

Изобретение относитс к приборостроению и может быть использовано дл питани пьезокерамических и магнитострикционных преобразователей вибродвигателей. Известны устройства дл питани пьезоэлектрических двигателей различного назначени 1. Известно устройство дл питани пьезоэлектрического преобразовател вибродвигател , содержащее генератор переменного напр жени , подключенный к согласующему трансформатору, во вторичной обмотке которого последовательно включены пьезоэлектрический преобразователь двигател , tpaнcфopмaтop тока и одна диагональ диодного моста, втора диагональ которого подключена к коллектору управл ющего транзистора и блок управлени 2. Недостаток устройства состоит в том, что оно не ограничивает максимальной амплитуды сигнала питани пьезокерамического преобразовател при изменении нагрузки, особенно в щаговом режиме работы вибродвигател . Цель изобретени - повыщение надежности двигател путем ограничени максимальной амплитуды сигнала питани в шаговом режиме работы при изменении внешней нагрузки. Поставленна цель достагаетс тем, что в устройстве дл питани пьезоэлектрического преобразовател вибродвигател , содержащем генератор переменного напр жени , подключенный к согласующему трансформатору , во вторичной обмотке которого последовательно включены пьезоэлектрический преобразователь двигател , трансформатор тока и одна диагональ диодного моста, втора диагональ которого подключена к коллектору управл ющего транзистора и блок управлени , трансформатор тока выполнен со средним выходом, к которому подключен источник опорного напр жени , а в цепи базы транзистора установлен делитель напр жени , к которому через дополнительные вентили подсоединены крайние выводы трансформатора тока и блока управлени . На чертеже изображена схема предлагаемого устройства. Устройство содержит генератор 1 переменного напр жени , который подключен к согласующему трансформатору 2, во вторичной обмотке которого последовательно соединены пьезокерамический преобразователь 3, сопр женный с ротором 4, одна диагональ диодного моста 5 и трансформатор 6 тока. Блок 7 опорного напр жени подключен к,среднему выводу вторичной обмотки трансформатора 6 тока, крайние выводы которой через вентили 8 и 9 подсоединены к точке соединени диода 10, делител 11 напр жени и базы транзистора 12, коллектор которого подключен -ко второй диагонали диодного моста 5. Блок 13 управлени подключен к вентилю 10.This invention relates to instrumentation engineering and can be used to power piezoceramic and magnetostrictive transducers of vibromotors. Known devices for feeding the piezoelectric motors for various purposes: 1. A device for supplying the piezoelectric transducer vibration motor comprising an alternating voltage generator connected to the matching transformer whose secondary winding is connected in series piezo motor current tpancfopmatop and one diagonal of the diode bridge, a second diagonal which connected to the collector of the control transistor and the control unit 2. The lack of a device with It is that it does not limit the maximum amplitude of the signal power of the piezoceramic transducer under load changes, particularly in schagovom mode vibration motor. The purpose of the invention is to increase the reliability of the engine by limiting the maximum amplitude of the power signal in the stepping mode of operation when the external load changes. The goal is achieved in that the device for powering the piezoelectric transducer of a vibromotor containing an alternating voltage generator connected to a matching transformer, in the secondary winding of which the piezoelectric transducer of the motor, the current transformer and one diagonal of the diode bridge are connected in series, the second diagonal of which is connected to the control collector transistor and the control unit, the current transformer is made with an average output to which the source is connected a reference voltage, and a voltage divider is installed in the base circuit of the transistor to which the extreme terminals of the current transformer and the control unit are connected through additional gates. The drawing shows a diagram of the proposed device. The device comprises an alternating voltage generator 1, which is connected to a matching transformer 2, in the secondary winding of which piezoceramic converter 3 connected to the rotor 4, one diagonal of the diode bridge 5 and the current transformer 6 are connected. The reference voltage unit 7 is connected to the middle terminal of the secondary winding of a current transformer 6, the extreme terminals of which are connected via valves 8 and 9 to the connection point of diode 10, voltage divider 11 and base of transistor 12, whose collector is connected to the second diagonal of diode bridge 5 The control unit 13 is connected to the valve 10.

Устройство работает следующим обра-. зом.The device works as follows. zom.

При включении питани вибродвигател сигнал генератора 1 переменного напр жени через согласующий трансформатор 2 подаетс к пьезокерамическому преобразователю 3, упруго сопр женному с ротором 4. Частота сигнала генератора 1 соответствует резонансной частоте преобразовател 3, который сообщает момент вращени ротора 4, причем в исходном состо нии делитель 11 напр жени поддерживает в открытом соето нии транзистор 12 и сопротивление диодного моста 5, включенного последовательно с преобразователем 3, мало.When the power of the vibrator motor is turned on, the alternating voltage generator 1 is connected via a matching transformer 2 to a piezoceramic converter 3 resiliently coupled to the rotor 4. The frequency of the generator 1 signal corresponds to the resonant frequency of the converter 3, which reports the torque of the rotor 4, and in the initial state the divider 11, the voltage in the open state maintains the transistor 12 and the resistance of the diode bridge 5 connected in series with the converter 3 is small.

При работе в шаговом режиме максимальную мощность вибродвигател ограничивает не температурный перегрев пьезокерамического преобразовател из-за внутренних диэлектрических и механических потерь, а величина динамических механических напр жений , особенно дл пьезокерамики с больщой добротностью. В этом случае наибольшую амплитуду сигнала питани преобразовател ограничивает его динамическа прочность на разрыв, причем наибольша амплитуда питани зависит также от добротности керамики, котора , в свою очередь , зависит от величины сопротивлени нагрузки, определ емой моментом ротора 4.When operating in the stepping mode, the maximum power of the vibromotor is limited not by the temperature overheating of the piezoceramic transducer due to internal dielectric and mechanical losses, but by the magnitude of the dynamic mechanical stresses, especially for piezoceramics with high quality. In this case, the maximum amplitude of the converter power supply signal is limited by its dynamic tensile strength, and the maximum power amplitude also depends on the quality factor of the ceramics, which, in turn, depends on the load resistance value determined by the rotor moment 4.

При уменьшении механического сопротивлени , вносимого со стороны ротора, увеличиваетс ток через преобразователь 3 при посто нном напр жении на вторичной обмотке согласующего трансформатора 2. При превышении сигналом вторичной обмотки трансформатора 6 тока определенного заданного напр жени на выходе блока 7 опорного напр жени , открываютс вентили 8 и 9 и отрицательным перепадом напр жени прикрываетс транзистор 12, что одновременно увеличивает сопротивление диодного моста 5. Ток во вторичной обмотке согласующего трансформатора уменьшаетс , т.е. ограничиваетс блоком 7 опорного Напр жени в зависимости от пьезоэлектрических параметров преобразовател . Шаговой режим работы вибродвигател обеспечиваетс блоком 13 управлени , с которого отрицательным сигналом через вентиль 10 закрываетс транзистор 12 и при помощи диодного моста 5 прерываетс цепь питани преобразовател 3.When the mechanical resistance introduced by the rotor decreases, the current through the converter 3 at a constant voltage on the secondary winding of the matching transformer 2 increases. When the signal of the secondary winding of the transformer 6 exceeds a certain predetermined voltage at the output of the reference voltage unit 7, valves 8 open and 9 and a negative voltage drop covers the transistor 12, which simultaneously increases the resistance of the diode bridge 5. The current in the secondary winding of the matching transformer less, i.e. limited by reference voltage block 7 depending on the piezoelectric parameters of the converter. The stepping mode of the vibromotor is provided by the control unit 13, from which the negative transistor 10 closes the transistor 12 and with the help of the diode bridge 5 interrupts the power supply circuit of the converter 3.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает ограничение .сигнала питани пьезокерамического преобразовател в шаговом режиме работы вибродвигател при изменении момента внешней нагрузки. Тем самым исключаетс разрушение преобразовател .Thus, the proposed device provides for limiting the power supply signal of the piezoceramic transducer in the stepping mode of operation of the vibromotor when the external load moment changes. This prevents damage to the converter.

Claims

1. USSR author's certificate for application No. 2574736/25, cl. H 01 L 41/10, 1978.

2. USSR author's certificate for application number 2557144, cl. B 06 B 1/06, 1978 (prototype).