УСТРОЙСТВО И СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ САМОЧУВСТВИТЕЛЬНЫМ УЛЬТРАЗВУКОВЫМ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ДВИГАТЕЛЕМ

1. Устройство управления самочувствительным ультразвуковым пьезоэлектрическим двигателем (самочувствительным УЗПД), содержащее датчик обратной связи, выход которого подключен к элементу сравнения, а его выход подключен к блоку формирования и регулировки частоты вращения (БФиРЧВ), первый выход которого соединен с первым неинверсным входом первого усилителя тока, отличающееся тем, что датчиком обратной связи является УЗПД, входы которого соединены со входом вторичного преобразователя выполненного на оптопаре с резистивным выходным элементом, выход которой подключен к элементу сравнения через аналого-цифровой преобразователь (АЦП), введен второй усилитель мощности (тока), введены первый и второй трансформаторы, при этом инверсный вход первого усилителя тока соединен со вторым выходом БФиРЧВ, первый неинверсный и второй инверсный входы второго усилителя тока соединены соответственно с третьим и четвертым выходами БФиРЧВ, выход первого усилителя тока (Усилитель тока 1) подключен к первичным обмоткам первого трансформатора, выход второго усилителя тока (Усилитель тока 2) подключен к первичным обмоткам второго трансформатора, при этом первый вывод вторичной обмотки первого трансформатора подключен к одним (первым) контактам первой пары пьезоэлементов, имеющих противоположные направления поляризации, первый вывод вторичной обмотки второго трансформатора подключен к одним (первым) контактам второй пары пьезоэлементов также имеющих противоположные направления поляризации, вторые выводы вторичных обмоток трансформаторов объединены в единую цепь и подключены к другим (вторым) контактам четырех пьезоэлементов, причем первые пьезоэлементы каждой пары имеют одинаковое направление поляризации.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что первый и второй усилители тока состоят из двух n-канальных полевых транзисторов, их затворы подключены к блоку формирования и регулировки частоты вращения через токоограничивающие резисторы, а истоки соединены с общей шиной питания - «земля», причем стоки n-канальных полевых транзисторов первого усилителя тока подключены к первым выводам двух первичных обмоток первого трансформатора, а стоки n-канальных полевых транзисторов второго усилителя тока подключены к первым выводам двух первичных обмоток второго трансформатора, при этом вторые выводы первичных обмоток обоих трансформаторов соединены с плюсом источника питания, вторичные обмотки первого и второго трансформаторов первыми выводами соединены с первыми контактами пьезоэлементов УЗПД, при этом первый вывод вторичной обмотки первого трансформатора подключен через токоограничивающий резистор к первому входному выводу оптопары с резистивным выходным элементом, а первый вывод вторичной обмотки второго трансформатора подключен ко второму входному выводу оптопары с резистивным выходным элементом, вторые выводы вторичной обмотки первого и второго трансформаторов объединены в единую цепь и подключены ко вторым контактам пьезоэлементов, один выходной вывод оптопары с резистивным выходным элементом соединен с плюсом источника питания, а другой - со входом АЦП и выводом резистора, который другим выводом соединен с общей шиной питания - «земля».
3. Способ управления самочувствительным ультразвуковым пьезоэлектрическим двигателем, характеризующийся тем, что при получении устройством команды пуск производят установку начальной частоты сигнала в блоке формирования и регулировки частоты вращения, затем в нем же задают первое (влево) или второе (вправо) направление движения двигателя путем установки сдвига фаз +90° или -90° между сигналами на его неинверсных (первом и третьем) и инверсных (втором и четвертом) выходах, сформированные таким образом последовательности управляющих импульсов по двум каналам усиливают двумя усилителями тока, с помощью первого и второго трансформаторов формируют два двухполярных сигнала, сдвинутые по фазе на плюс или минус 90°, которые одновременно подают на первую и вторую пары пьезоэлементов и вторичный преобразователь, выполненный на оптопаре с резистивным выходным элементом, сигнал с которого в процессе работы двигателя преобразуют в цифровой вид с помощью аналого-цифрового преобразователя и сравнивают элементом сравнения текущее значение его амплитуды со значением амплитуды сигнала на резонансной частоте пьезоэлектрического двигателя (в средней точке на рабочем участке характеристики амплитуда - частота), после чего по разности этих сигналов в блоке формирования и регулировки частоты вращения корректируют частоту сигнала на его выходах так, что если разность значений сигналов положительная, то частоту сигналов с выходов блока формирования и регулировки частоты вращения уменьшают, а если разность значений сигналов отрицательная, то ее увеличивают пропорционально сигналу с выхода элемента сравнения.