Здравствуйте! Срочно нужна помощь!!!

Пишу диплом по системам активного виброгашения.
В качестве исполнительного двигателя взял пьезоактюатор (или пьезодвигатель).
Рассчитать-то я его рассчитал, а вот чем управлять - не знаю

Из расчётов следует, что требуется усилитель сигнала, дающий на выходе 300 В (в диапазоне от -150 В до +150 В) с полосой пропускания 0 - 20 кГц.

Может кто-нибудь подскажет, где такой найти? Есть ли такие вообще?

Порылся в интернете, но ничего лучшего, чем этот усилок: http://www.chipinfo.ru/literature/radio/199910/p40.html не нашёл.

Здесь были обсуждения аналогичного вопроса - поройтесь поиском.

Есть. Делалось для управления пьезоэлементами СТМ, именно с таким диапазоном. Отличные импульсные характеристики на пьезоэлементе и экономичность (ток покоя 0.35 мА). Полоса 50 кГц (искусственно подрезана, можно иметь до 200). Изделие серийное. Кому нужно - покупайте. Модуль усилителя со встроенными стабилизаторами питания стоит $65. Серия меньше 50-100 шт. не рассматривается.

есть готовые микросхемы высоковольтные усилители, на сайте http://apex.cirrus.com/en/products/apex/index.html омжете поискать, сам когда то использовал.

Они неважно работают на емкость, тем более - на пьезоэлемент. Это было первое, что было испытано, по результатам пришлось делать свое.

Если только для диплома.
http://www.sunist.org/shared%20documents/R...ezo%20tubes.pdf
http://www.sensortech.ca/site/content/2003-05.pdf
Сама идея компенсации вибраций посредством пьезопривода мне представляется неправильной.
А полоса 20К это при каких перемещениях, если не секрет?

Смотря какое значение емкости, использовал PA95 - работал на 10нФ - до 5Кгц, проблемм не было. Да и к тому же есть приёмы компенсации для работы на большую емкость. Тем более для диплома, нет смысла гемороится с разработкой усилка, прощще взять готовое решение.

Я обязательно передам эту информацию своим научным руководителям, которые, собственно говоря, и занимаются данной установкой активного виброгашения. Если установка будет работать и пойдёт хотя бы на мелкосерийное производство, то, я думаю, они заинтересуются Вашим предложением. Только вот поподробнее бы узнать про эти усилители



Спасибо огромное! Посмотрю - может подойдут.



Спасибо огромное за помощь!

Насчёт идеи по компенсации вибрации - вопрос скорее не ко мне, а к моим преподавателям. Хотя изучая материал я наткнулся на очень интересные статьи, которые как раз утверждают обратное: пьезодвигатели вполне целесообразно использовать в виброгашении. Вот например:
"...В станкостроении планируется их (пьезодвигателей) использование и для подавления (компенсации) вибрации. Нежелательную вибрацию станков можно компенсировать с помощью многослойных актюаторов, работающих в противофазе с вибрационными колебаниями. Это, в свою очередь, будет способствовать повышению качества конечного изделия, а также позволит избежать чрезмерного износа инструмента и существенно снизит уровень шума станка. Компенсаторы вибрации могут найти применение не только в станкостроении, но и в других сферах..."

Полоса взята специально с большим (так сказать) запасом. По моим расчётам достаточно иметь полосу от 0 до 2500 Гц. А 20 кГц - это уже запрос от преподавателя.

Ниже прикрепляю 2 текстовых файла со статьями по перспективам развития пьезотехники. Кому интересно - советую почитать.



Могу рассчитать конечно... Уже рассчитывал на 3-ем курсе, правда нагрузка была поменьше: не 300 В, а 30. Просто может тогда посоветуете транзисторы, которые смогут дать нужный коэффициент усиления?

Да и рассчитывать уже времени мало осталось. Лучше конечно выбрать готовый.

Станкостроение бывает разное, так что можно согласиться с некоторыми вариантами применения в части сверхмалых перемещений.
"Фантастический" КПД пьезодвигателей, аж 90% давно достигнут у синхронных машин с постоянными магнитами (более 95%), малые перемещения пьезопривода (без ОС) реально не применяются из-за гистерезиса, а с ОС их "прямой" привод также отрабатывает без проблем.
Т. е. применение ПЭД реально в малонагруженных миниатюрных системах, не требующих высокого быстродействия. Дешевизна этих систем тоже весьма относительна, из за применения драгметаллов.
Гасить вибрации можно различными способами, а можно их даже исключить в правильно спроектированной конструкции КМ. Представьте себе лазерную измерительную систему (интерферометр), там все располагается на массивном общем основании (колебания всех элементов одинаковы) и компенсация вибраций не требуется.
При использовании особоточного оборудования тупо закапываются под землю, подальше от вибраций.
ПМСМ, ваши руководители продвигают свои интересы в научных исследованиях, что правомерно, но не имеет практической ценности.
Заболтался.

Сообщение отредактировал evgeny_ch - Jun 2 2008, 10:26

Ну и пусть продвигают себе на здоровье. Мне не жалко Главное, диплом получить об окончании ВУЗа, и, желательно, не с 3, а с 5

Что касается пьезоэлементов и вибрации, то здесь идёт речь о микровибрациях. Моя установка пассивно гасит вибрации с помощью пневмо опор. А активно - с помощью пьезо актюаторов.

Вообще, установка представляет собой точный стол, на котором установлено оптическое оборудование для производства наноэлектронных элементов. Скину свой рисунок (если клнечно на нём что-то понятно будет - я неважный художник/чертёжник)

Выходит я не ошибся.
Постарайтесь за дармовые наномани приобрести какой-нибудь опыт.
В усилителе желательно использовать ОС как по напряжению, так и по току.
В приводах у вас обязательно появятся элементы крепления, типа механических пружинок, как на моей картинке, вот они вам и создадут проблемы, в виде собственных колебаний.
Удачи и успехов.

Спасибо. Придётся поломать голову над крплением. Скорее всего привод будет врепиться между точным столом и пневмо опорой. + ещё придётся поломать голову над переводом с английского, так как вся информация по усилителям на буржуйском

Какой тип керамики и конструкция актуатора ?
Для обеспечения разумной амлитуды вибраций на килогерцовых частотах могут потребоваться огромные мощности, которые в нерезонансном режиме ни один усилитель не выдаст.
На стандартной керамике PZT-5A (ЦТС-19), для достижения амплитуды в 5 мкм на стандартной длине (1.2"), понадобится ток в 2.5 А при напряжении в 500 вольт - ни керамика, ни усилитель этого не выдержат.
Смотрите, не проколитесь на самом начальном этапе, чтоб потом на защите над вами не смеялись. Виброгашение - не туннельный микроскоп, перемещение в 1 ангстрем тут маловато будет.

Спасибо за предостережение.
Я перечитал за последние 2 месяца кучу информации по пьезокерамике и пьезодвигателям.
Эта область не очень изучена, поэтому остаётся надеяться, что просто не все знают о том, какие мощности действительно требуются для управления такими машинами. Хотя, в информационных источниках сказано чуть ли не с точностью до наоборот. И из недостатков пьезоактюаторов наиболее "страшными" указаны гистерезис, высокое U питания, нестабильность параметров (что очень меня бесило при расчётах - в одном справочнике одни параметры, в другом - другие для одной и той же марки керамики) и влияние влажности. Все эти недостатки можно преодолеть различными способами, в основном, с использованием современных научных подходов. Про высокий ток ничего не было сказано, а, соответственно, и про мощность.

Пьезопривод я взял марки ЦТС-19 с осевой модой многослойного пакетного типа.
Так как толщину колец взял пол миллиметра, то при расчётах U управления получилось 131 Вольт.
Меня при расчётах больше беспокоило, выдержит ли керамика нагрузку в 500 кг или нет. В методике расчёта были формулы по расчёту на прочность и на максимальное напряжение. По всем предельным параметрам мои расчёты верны. Надеюсь, никто не прицепится к ним на предмет перегрузок по мощности.

Вы читали бредни, навеянные применением керамики для различных маломощных прецизионных целей.

Для справки - ЦТС-19 - керамика, предназначенная для работы с относительно большими перемещениями, но с малыми мощностями. Для больших мощностей используется "жесткая" керамика - типа ЦТС-23. ЦТС-19 деполяризуется за пару лет при статической осевой нагрузке на цилиндры в 50 гр/кв. мм, а Вы про 500 кг говорите ...
У пакетника будет микрофарадная емкость, а усилия - от силы единицы килограмм при полосе герц в 100.
Посчитайте амплитуды напряжения и тока, поскольку режим нерезенонансный - смело их перемножайте и получайте мощность. Еще не забудьте про гашение нехилых резонансов керамики, куда будет пытаться убежать реактивная нехилая мощность (киловаттная !)
P.S. Вы ЦТС-19 держали в руках ? Изделия из нее давятся пальцами на раз, при работах необходимо соблюдать специальные меры предосторожности.


После защиты можете с чистой совестью сказать своим руководителям, что они наномудаки. Для стола вполне достаточно тяжелой стальной (при наличии бабок - ситалловой) плиты с газовыми амортизаторами.
Всякое там гашение килогерцовых вибраций все равно не прокатит - они воспринимаются всей поверхностью системы, из воздуха - в первую очередь. А длина килогерцовых волн в металлах невелика, поэтому гашение в каких-то конкретных точках конструкции ни к каким положительным результатам не приведет. Только к ухудшению общего шума.
Надо правильно (в первую очередь с точки зрения термокомпесации) считать несущие элементы, да в комнате не орать. И будет Вам счастье.
Чувствуется, что люди с субмикронными точностями собираются первый раз в жизни дело иметь. Вот будет для них незадача, что от перемещения человека (излучающего, между прочим, тепло) на 1 метр, в лаборатории, может скукожить всю ихнюю "наносистему".