Patent RU-2698578-C1 (RU)
Inventor: KUZNETSOV ANDREJ LEONIDOVICH
IPC: H02N2/00
Filed: 2018-12-04
Granted: 2019-08-28
Abstract: Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для питания шаговых пьезоэлектрических двигателей, используемых в быту, на транспорте и в промышленности для привода в действие различных механизмов и насосов. Техническим результатом является повышение надежности, увеличение времени бесперебойной работы и экономия электроэнергии. Устройство содержит три параллельно соединенных модуля для создания импульсов, поступающих на обкладки пьезоактюатора P n  соответствующего модуля n (n=1, 2, 3). Каждый модуль n подключен своими выходными выводами к источнику питания постоянного напряжения DC (далее - DC), к которому подключен накопительный конденсатор С1, и образован двумя полумостами, средние точки которых соединены накопительным дросселем L n , и устройством управления электронных ключей полумостов. В первом варианте осуществления модули идентичны. Первый полумост состоит из последовательно соединенных управляемых электронных ключей К 1n  и К 2n , второй полумост - из последовательно соединенных управляемых электронных ключей К 3n  и К 4n  (далее - ключи). Параллельно ключу К 1n  подключен диод D 1n , ключу К 2n  - диод D 2n , ключу К 3n  - диод D 3n , ключу К 4n  - диод D 4n . Во втором варианте осуществления средний модуль описанного выше устройства дополнительно включает третий полумост, подключенный параллельно первому полумосту. Третий полумост образован последовательно соединенным диодом D 52  и ключом К 52 . Катод диода D 52  подключен к положительному выводу DC, анод диода D 52  соединен с входом ключа К 52 . Выход ключа К 52  подключен к отрицательному выводу DC. Между средней точкой третьего полумоста и второго полумоста подключен дроссель L 22 . В третьем варианте осуществления все три модуля идентичны. Первый полумост каждого модуля состоит из последовательно соединенных ключей К 1n  и К 2n.  Второй полумост образован последовательно соединенными ключом К 3n  и диодом D 4n . Параллельно каждому ключу подключены диоды: ключу К 1n  - диод D 1n , ключу К 2n  - диод D 2n , ключу К 3n  - диод D 3n . Вход ключа К 1n  подключен к положительному выводу DC. Выход ключа К 2n  подключен к отрицательному выводу DC. Вход ключа К 3n  подключен к положительному контакту пьезоактюатора Р n , анод диода D 4n  подключен к отрицательному контакту пьезоактюатора P n  и к отрицательному выводу DC. В четвертом варианте осуществления к первому полумосту второго модуля дополнительно подключен параллельно третий полумост. Третий полумост образован последовательно соединенными диодом D 52  и ключом К 52 . Катод диода D 52  подключен к положительному выводу DC, анод диода D 52  соединен с входом ключа D 52 . Выход ключа D 52  подключен к отрицательному выводу DC. Средние точки третьего полумоста и второго полумоста связывает дроссель L 22 , индуктивность которого больше индуктивности L 2 . Схема устройства предназначена для создания электрических колебаний на обкладках каждого пьезоактюатора в разные фазы каждого шага пьезоэлектрического двигателя, что обеспечивает поступательное или вращательное движение рабочего органа шагового пьезоэлектрического двигателя с большой энергоэффективностью. Большая энергоэффективность достигается за счет сохранения энергии, высвобождающейся при разряде пьезоактюаторов, и возврата данной энергии для последующего заряда пьезоактюаторов на следующем шаге движения. 4 н.п. ф-лы, 5 ил.