СИСТЕМА КЕРУВАННЯ П’ЄЗОЕЛЕКТРИЧНИМ ДВИГУНОМ

Serhii Petrenko, A.V. Omelyan, Victor Antonyuk, O. G. Novakovsky

Анотація


Перспектива використання п’єзоелектричних двигунів в мікро- та нано- системах, які використовуються в виробництві інтегральних мікросхем, в генній інженерії для маніпуляцій всередині окремих живих клітин, тощо, робить актуальною проблему їх постійного вдосконалення.

Останнім часом значна увага також приділяється використанню п’єзоелектричних двигунів в якості приводів мікроверстатів для виготовлення мікродеталей, різальних інструментів на основі окремих кристалів алмазів, різки, сверління і шліфування рубінових каменів для механічних або електромеханічних пристроїв.

При цьому, виникає необхідність постійного вдосконалення систем керування п’єзоелектричними двигунами для забезпечення стабільності в усіх можливих режимах роботи.

В роботі розглянуто можливість підвищення точності керування п’єзоелектричним двигуном, а саме за струмом і швидкістю з урахуванням специфіки частотної характеристики п’єзодвигуна з прямокутним резонатором.

Запропоновано системи керування (за струмом та швидкістю) п’єзоелектричним двигуном з прямокутним резонатором з врахуванням специфіки частотної характеристики п’єзоелемента та двигуна.

Розроблено та апробовано на серійних п’єзоелектричних двигунах систему стабілізації за струмом та швидкістю.

Підтверджена точність керування на серійних двигунах (LPM-2M, LPM-5, PM-1124) за струмом 1…2%, за швидкістю 2…5% зі значним розширенням діапазону керування у сторону мікро-, та нано- швидкостей.

Запропоновані систем керування п’єзоелектричними двигунами з прямокутним резонатором, що підвищують точність мікроманіпуляційних систем та прецизійних приладів до десятків нанометрів та розширюють температурно-експлуатаційний діапазон від -50°С до +80°С за рахунок компенсації температурного зсуву резонансної частоти двигуна, а також забезпечують стабільність постійної швидкості при робочих значеннях моменту і сили, та стабільну роботу в імпульсному режимі керування.


Ключові слова


п’єзоелектричний двигун; лінійний двигун; обертальний двигун; п’єзоелемент; п’єзоелектричні резонансні характеристики; швидкість; струм; система керування

Повний текст:

PDF

Посилання


Petrenko S. F. Pʹezoélektrycheskyy dvyhatelʹ v pryborostroenyy. Kyiv: Korniychuk, 2002. 96 p. (in Russian)

A. H. Novakovskyy, V. S. Antonyuk, S. F. Petrenko, "Prymenenyya pʹezoélektrycheskykh aktuatorov v mykromanypulyatorakh", Visnyk Cherkasʹkoho derzhavnoho tekhnolohichnoho universytetu: Seriya tekhnichnykh nauk., Is. 4, pp. 5 – 10, 2017. (in Russian)

V. S. Antonyuk, A. V. Byelova, S. F. Petrenko, "Pidvyshchennya tochnosti pozytsiyuvannya liniynykh napravlyayuchykh mikromanipulyatsiynykh system z pʺyezoelektrychnym dvyhunom", Vysoki tekhnolohiyi v mashynobuduvanni: Zbirnyk naukovykh pratsʹ, is. 2 (17), pp. 12 – 20, 2008. (in Ukrainian)

Lavrynenko V. V. Pryntsypy postroenyya pʹezoélektrycheskykh motorov. Osnovy teoryy y realyzatsyya. Lambert, 2015. 227 p. (in Russian)

Pʺyezoelektrychnyy henerator mekhanichnykh kolyvanʹ i pʺyezoelektrychnyy dvyhun na yoho osnovi (varianty): pat. 84065 Ukrayina. MPK H02N 2/00, H02N 2/10. Publ. 10.09.2008 r., byul. № 17. (in Ukrainian)

K. S. Kozʹko, S. F. Petrenko, E. N. Bezvesylʹnaya, "Raschet kolʹtsevoho rezonatora pʹezoélektrycheskoho dvyhatelya y eho modelyrovanye v prohrammnom produkte ANSYS", Élektron. modelyrovanye, 34, № 3, pp. 105 – 113, 2012. (in Russian)

Horbatyuk O. O., Petrenko S. F., "Doslidzhennya resursnykh kharakterystyk pʺyezoelektrychnoho dvyhuna", Visnyk NTUU «KPI». Seriya pryladobuduvannya, is. 44, pp. 105 – 111, 2012. (in Ukrainian)

A. V. Omelyan, S. F. Petrenko, "Prohramne zabezpechennya keruvannyam pʺyezoelektrychnoho dvyhuna", Mizhnarodna naukovo-praktychna konferentsiya studentiv, aspirantiv ta molodykh vchenykh «Pohlyad u maybutnye pryladobuduvannya»: zb. statey. Kyiv, p. 75, 2017. (in Ukrainian)

Piezo Technologies [Електронний ресурс]: Київ: Piezo Technologies, 1992 - 2018. URL: www.piezotech.com.ua (дата звернення 1.05.2018).

Digital International Technology. USA: Digital International Technology, 2017. [Електронний ресурс]: URL: www.dtimotors.com (дата звернення 1.05.2018).

Piezoelectric Quasi-Resonance Linear Motors Based on Acoustic Standing Wave With Combined Reso-nator: US Patent 8,710,719 B2. 2014.

Germany: iC-Haus, 2017. URL: www.ichaus.de (дата звернення 1.05.2018).




DOI: https://doi.org/10.20535/1970.55(1).2018.135857

Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.


Copyright (c) 2018 Рівні права