Способ подстройки частоты источника питания к резонансной частоте магнитострикционного преобразователя

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„,Я0„„1007219 Э(51) Н 04 R 15/00

1 ! и

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ!

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ, (54) (57) СПОСОБ ПОДСТРОЙКИ ЧАСТОТЫ „

ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ К РЕЗОНАНСНОЙ ЧАСТОТЕ ИАГНИТОСТРИКЦИОННОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ, основанный на выделении сигна. ла, пропорционального входному току магнитострикционного преобразователя, о т л. и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности подстройки, дополнительно выделяют сигнал, пропорциональный мощности, потребляемой магнитострикционным преобразователем, суммируют с сигналом, пропор" циональным входному току магнитострикционного преобразователя и поддерживают максимум полученного сигнала. O (21) 3303762/18-10 (22) 18. 06. 81 (46) 23.03.83 Бюл. М 11 (72) Г.Ф. Белоусов, В. В. Гейченко, В.Г. Казанцев и И.Ю. Озеров (71) Уфимский авиационный институт им. Орджоникидзе (53) 534.232(088.8) (56)1.Акодис М.И. и др. Автоподстройка частоты тиристорного инвертора при работе с магнитострикционным преобразователем. "Электротехника", N 1> 1972, с. 8.

2. Гершгал Д.А. и Фридман В.М.

Ультразвуковая технологическая аппаратура. И., "Энергия", 1976, с. 9596 (прототип). (:

Ъ Ф

Ю

СР 3

К)

° 1 10072

Изобретение относится к преобразовательной технике, а более конкретно— к источникам питания магнитострикционных преобразователей, и может быть использовано при создании систем автоматической подстройки частоты источников питания магнитострикционных преобразователей.

Известен способ автоподстройки частоты, основанный на сравнении фаз 10 сигнала, снимаемого с датчика механических колебаний преобразователя и напряжения питания преобразователя, и воздействии сигналом. рассогласования, пропорциональным разности фаз, 0 на задающий генератор 1

Недостатком такого способа является сложность процесса подстройки частоты.

Наиболее близким по технической щ сути к предлагаемому является способ подстройки частоты источника питания к резонансной частоте магнитострикционного преобразователя, основанный на выделении сигнала, пропорционального входному току магнито; стрикционного преобразователя Г2 ).

Недостаток известного способа состоит в низкой точности подстройки.

Цель изобретения — повышение точ- Зр ности подстройки. Поставленная цель достигается тем., что, согласно способу подстройки час-. тоты источника питания к резонансной частоте магнитострикционного преобЗЗ разователя, основанному на выделении сигнала, пропорционального входному току магнитострикционного преобразователя, дополнительно выделяют сигнал, пропорциональный мощности, потребляемой магнитострикционным пре,образователем, суммируют с сигналом, пропорциональным входному току маг-! ! нитострикционного преобразователя, и поддерживают максимум полученного

45 сигнала.

На фиг; 1 приведен один из вариантов эквивалентной схемы замещения магнитострикционного преобразователя с включенным параллельно входу компенсирующим конденсатором; на фиг.2—

SO зависимости входного импеданса от частоты для магнитострикционного преобразователя (кривая а) и скомпенсированного магнитострикционного преобразователя (кривая б); на фиг. 3 - зависимости входного тока магнитострикционного преобразователя (кривая а) от частоты и потребляемой мощности

19 2 скомпенсированного преобразователя (кривая б); на фиг. 4 — структурная схема источника питания, нагруженного на магнитострикционный преобразователь, оснащенного системой автоподстройки частоты, выполненной согласно предлагаемому способу, где приняты обозначения:

C> - компенсирующий конденсатор; индуктивность одного магнитострикционного преобразователя;

R - сопротивление, учитывающее потери в стали и меди магнитострикционного преобразоват.еля;

L С„- электрические аналоги упругости и массы магнитострикционного преобразователя;

R - сопротивление, учитывающее потери на излучение.

Зависимость Z(f) (кривая а) имеет две резонансных частоты:

f - резонансная частота парал1 лельного контура; а

- последовательного контура;

- механическая частота магнитоО стрикционного преобразователя, причем резонансная частота магнитострикционного преобразователя находится вблизи частоты f .

Зависимость 2.1 (f) (кривая б) преобразователя с включенным параллельным входу конденсатором имеет три резо- . нансных частоты: — резонансные частоты параллельных контуров; резонансная частота последоl вательного контура.

3а счет влияния компенсирующего

I конденсатора f 1 (f 1, f2

Если источником питания магнитострикционного преобразователя является источник тока, например тиристорный преобразователь на базе мостового инвертора со встречно-параллельными диодами, то можно на основе графиков построить зависимость потребляемой мощности скомпенсированного преобразователя (фиг. 3, кривая г) и входного тока магнитострикционного преобразователя.(кривая в) от частоты.

Кривая r,. - зависимость мощности от частоты повторяет характер зависимости Z (т) (фиг. 2, кривая б), так как мощность, S =3 Z, а величина питающего тока постоянна.

3 1007219 4

Зависимость входного тока магнито- выход которого подключен к входу стрикционного преобразователя (фиг.3, экстремального блока 6, выход которокривая в) является величиной обратной го подключен к источнику 7 питания зависимости (фиг. 2 (ф г. 2,.кривая а). Мак- магнитострикционного преобразоватесимум сопротивления соответствует ми- ля 8.

S нимуму тока и наоборот. Максимум суммы мощности и входного тока (фиг.3, Сигналы с измерителя мощности и кривая д) находится на резонансной трансформатора 1 тока выпрямляются частоте магнитострикционного преобра- детекторами 3 и 4, складываются в

1в сумматоре 5 и поступают на вход экстУстройство, реализующее данный ремального блока 6, который стреспособ, содержит трансформатор 1 то- мится поддержать входной сигнал на . ка,изме итель еритель 2 мощности, детекторы уровне максимального значения, из3 и 4, сумматор 5, экстремальный меняя частоту источника 7 питания блок 6, источник 7 питания магнито- 1 преобразователя 8. Таким образом,. стрикционного преобразователя 8. Вы- .устройство стремится поддерживать ходы трансформатора I тока и измери- частоту источника питания вблизи теля 2 мощности подключены через де- собственной частоты магнитострикционтекторы 3 и 4 к входам сумматора 5, ного преобразователя.

1007219

Составитель В. Вавер

Редактор А. Козориз Техред М.Коштура

Корректор A. ДЭЯтко

Тираж 675 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Заказ 2156/78 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул . Проектная, 4