Ультразвуковой генератор

 

Изобретение относится к области ультразвуковой техники. Цель изобретения - повышение надежности и КПД генератора. Устройство содержит источник 1 питания, источник 2 подмагничивания, магнитострикционный преобразователь 3, коммутирующие диоды 4 и 5, транзисторы 6 и 7, источники 8 и 9 смещения, компараторы 10 и 11 тока, согласующий трансформатор 12, генератор 13, таймер 14, задатчик 17 мощности, компаратор 18, схемы И 19 и 20 и счетный триггер 21. Введение новых элементов и образование новых связей между элементами устройства дает возможность изменения каждой составляющей тока магнитострикционного преобразователя 3 своим источником и возможность регулирования выходной мощности в слаботочных цепях генератора 13, за счет чего повышается его надежность. 2 ил. ае (Л А5

СВОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК фС1."

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

БИБ 11 .

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3878398/24-10 (22) 15.02.85 (46) 15.09.87.Бюл. № 34 (71) Смоленский филиал Московского энергетического института и Рославльский завод алмазного инструмента (7 2) А. О. Ширяев, Б . П. Рязанов, П.А.Ацута, В.Д.Харламенков и В.В.Федорченко (53) 534.232 (088.8) (56) Агранат Б.А. Ультразвуковая технология. — М.: Металлургия,1974, с.126-131 .

Авторское свидетельство СССР № 1121771, кл. Н 03 В 5/40, 1981. (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ГЕНЕРАТОР (57) Изобретение относится к области ультразвуковой техники. Цель изобретения — повышение надежЛК„1337146 А1 (51) 4 В 06 В 1/00, Н 03 В 5/40 ности и КПД генератора. Устройство содержит источник 1 питания, источник 2 подмагничивания, магнитострикционный преобразователь 3, коммутирующие диоды 4 и 5, транзисторы 6 и

7, источники 8 и 9 смещения, компараторы 10 и 11 тока, согласующий трансформатор 12, генератор 13, таймер 14, задатчик 17 мощности, компаратор 18, схемы И 19 и 20 и счетный триггер 21. Введение новых элементов и образование новых связей между элементами устройства дает возможность изменения каждой составляющей тока магнитострикционного преобразователя 3 своим источником и возможность регулирования выходной мощности в слаботочных цепях генератора 13, за счет чего повышается его надежность. 2 ил.

Устройство содержит источкик 1 питания, последовательно включенные источник 2 подмагничивания и магкитострикционный преобразователь 3, сдвоенный однотактный усилитель мощности, выполненный по схеме моста„ в котором два противоположных плеча содержат коммутирующие диоды 4 и 5, а два других — ключевые транзисторы 6 и 7, причем одна диагональ моста подключена к источнику 1 пита- 25 ния, а в другую включены источник 2 подмагничивания и магнитострикционный преобразователь 3, а т акже два источника 8 и 9 смещения, два двухвходовых компаратора 10 и 11 тока, один из которых имеет инвертирующий выход, согласующий трансформатор 12 и задающий генератор 13, который выполнен регулируемым по скважности и содержит автоколебательный таймер 14 с частотоэадающей RC-цепью и двумя выходами — непрерывным 15 и импульсным 16, задатчик 17 мощности, компаратор 18, две схемы И 19 и 20 и счетный триггер 21, причем 10 непрерывный выход таймера 14 соединен с инвертирующим входом компаратора 18, к второму входу которого подключен выход задатчика 17 мощности, выход компаратора 18 соединен с первыми входами схем И 19 и 20, вторые входы которых подключены к соответствующим выходам счетного триггера

21, вход которого соединен с импульсным выходом таймера 14, выходы

50 схем И 19 и 20 соединены с входом согласующего трансформатора 12, вторичные обмотки которого соединены в противофазе с первыми входами соответствующих коммутаторов 10 и 11 тока, к вторым входам которых подключены соответствующие источники 8 и 9 смещения, а выходы коммутаторов 10 и 11 тока соединены с входами соот20

1 1337

Изобретение относится к ультразвуковой технике и может быть использовано в различных технологических процессах, в которых применяется ультразвук, например при размерной обработке.

Цель изобретения — повышение надежности и КПД генератора.

На фиг.1 изображена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 — временные диаграммы его .работы, 146 ветствующих ключевых транзисторов 6 и 7.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии, соответствующем нулевому уровню выходной мощности, на выходе компаратора 18 присутствует нулевой сигнал, обеспечивающий независимо от переключений триггера 21, одинаковые состояния схем 19 и 20. На вход трансформато ра 12 не поступает управляющих импульсов от источников 8 и 9, транзистор 6 полностью открыт, транзистор 7 полностью заперт. Источник

1 питания отключен от нагрузки 3, по которой протекает только ток подмагничивания, создаваемый источником 2.

В режиме нормальной работы напряжение на выходе 15 таймера 14 превышает уровень выходного сигнала эадатчика 17 мощности. Результат их сравнения на компараторе 18 представляет собой прямоугольные импульсы длительностью и . В свою очередь, триггер 21 переключается импульсами, поступающими на его вход с выхода 16 таймера 14. Схемы 19 и 20 на своих выходах формируют результат логического умножения выходного сигнала компаратора 18 и выходного сигнала триггера 21 . На первичной обмотке согласующего трансформатора 12,включенной между выходами схем 19 и 20, формируется сигнал управления транзисторами 6 и 7 сдвоенного однотактного преобразователя.

Полный цикл работы устройства состоит из четырех времекных интервалов (фиг.2). На интервале t - t складывается описанная ситуация. Если перед этим ток преобразователя достиг наибольшего значения то он уменьшается, стремясь к значению постоянной составляющей. На интервале первичная обмотка трансформатора 12 находится под таким сигналом, который в совокупности с источником 8 смещения обеспечивает запирание транзистора 6, Поскольку транзистор 7 остается запертым, то к нагрузке 3 прикладывается разность ЭДС источников 2 и 1, под действием которой спад тока усиливается. На интервале

t< повторяется ситуация, которая имела место на интервале и ток в нагрузке 3 увеличивается под действием источника 2, стремясь подмагничивания и магнитострикцион" ный преобразователь, а также задающий генератор с согласующим трансформатором, вторичные обмотки которого подключены к входным цепям соответствующих ключевых транзисторов, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и КПД генератора, в него введены два источника смещения и два двухвходовых коммутатора тока, один из которых имеет инвертирующий выход, задающий генератор выполнен регулируемым по скважности и содержит два элемента И, счетный триггер, компаратор, эадатчик мощности и автоколебательный таймер, при этом непрерывный выход таймера соединен с инвертирующим входом компаратора, к второму входу которого подключен выход эадатчика мощности, выход компаратара соединен с одними входами элементов И, другие входы которых подключены к соответствующим выходам счетного триггера, вход которого соединен с импульсным выходом таймера, выходы элементов И соединены с входом согласующего трансформатора, вторичные обмотки которого соединены в противофазе с первыми входами соответствующих коммутаторов тока, к BTQpblM входам которых подключены соответствующие источники смещения, а выходы коммутаторов тока соединены с входами соответствующих ключевых транзисторов.

133714 к значению постоянной составляющей.

На интервале t, — t схемы И 19 и 20, а также коммутаторы 10 и 11 тока обеспечивают открывание транзистора

7. Поскольку транзистор 6 остается открытым, то ЭДС источников 1 и 2 складываются и обеспечивают увеличение тока в нагрузке 3. Таким образом, транзистор 6 выполняет функции нормальноэамкнутого ключа, раэмыкающегося на время t, а транзистор 7 нормальнораэомкнутого ключа, замыкающегося на время

В результате .изменения каждой сос- r тавляющей тока магнитострикционного преобразователя своим источником и регулирования выходной мощности в слаботочных цепях задающего генера— тора повышается надежность предлагае- о мого устрс яства.

Действительно, если интервалы -t, и t4-t5 Обозначить символом t„ » а интервалы Г, -1 и t5-,— символом „, то среднее напряжение за периодколебаний, приложенное к нагрузке 3:

1, + 1 -1, )t,+1,й + 1 +1 ) где 1 - ЗДС источника 2;

1, - ЗДС источника 1;

Т=2 (t„+

+Тц) - период колебаний тока преобразователя 3.

Таким образом, постоянная составляю»:„ая тока преобразователя 3 опреде.:О ется только, ЭДС источника 2. В сваю очередь, отклонение этого тока о среднего значения за полупериод колебаний, например, для интервала определяется величиной ъч Т/2

2 1ц

1=-1

Р

z (т т.е. переменная составляющая тока нагрузки 3 определяется только ЭДС источника 1 °

Ф о р м у л а и э о б р е т е и и я ультразвуковой генератор, содержащий сдвоенный однотактный усилитель мощности, выполненный по схеме моста, в котором два противолежащих плеча содержат ключевые транзисторы, а два других — коммутирующие диоды, причем одна диагональ моста подключена к источнику питания, а в другувключены последовательно источник

1337146 — 74- 15

17

Составитель Е.Литвинов

Редактор Л. Пчолинская Техред;1. Олийнык Корректор М.Лароши

Заказ 4075/10 Тираж 437 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул. Проектная, 4