| |
 Усилитель для пьезодвигателя, Низкочастотный высоковольтный усилитель сигнала |
|
|
|
|
 May 30 2008, 18:23
|
Группа: Новичок
Сообщений: 5
Регистрация: 30-05-08
Пользователь №: 37 933
|
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.
|
|
|
|
|
|
2 страниц 
1 2 >
|
 |
Ответов
(1 - 23)
|
|
Jun 1 2008, 13:46
|
Местный
Группа: Свой
Сообщений: 462
Регистрация: 26-06-07
Пользователь №: 28 723
|
Цитата(ПарашУт @ May 30 2008, 22:23)  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. 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.
|
|
|
|
|
|
|
|
Jun 1 2008, 23:48
|
Местный
Группа: Свой
Сообщений: 462
Регистрация: 26-06-07
Пользователь №: 28 723
|
Цитата(stoker @ Jun 1 2008, 22:46) 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.
|
|
|
|
|
|
|
|
Jun 2 2008, 06:13
|
чукчхэшаражогрмонтажник
Группа: Участник
Сообщений: 1 852
Регистрация: 13-07-07
Из: Minsk
Пользователь №: 29 094
|
Цитата(ПарашУт @ May 30 2008, 21:23) 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. Если только для диплома. http://www.sunist.org/shared%20documents/R...ezo%20tubes.pdfhttp://www.sensortech.ca/site/content/2003-05.pdfСама идея компенсации вибраций посредством пьезопривода мне представляется неправильной. А полоса 20К это при каких перемещениях, если не секрет?
--------------------
Quo vadis?
|
|
|
|
|
|
|
|
Jun 2 2008, 10:04
|
Группа: Новичок
Сообщений: 5
Регистрация: 30-05-08
Пользователь №: 37 933
|
Цитата(SIA @ Jun 1 2008, 17:46) 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. 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  Цитата(stoker @ Jun 1 2008, 22:46) есть готовые микросхемы высоковольтные усилители, на сайте http://apex.cirrus.com/en/products/apex/index.html омжете поискать, сам когда то использовал. Спасибо огромное! Посмотрю - может подойдут. Цитата(evgeny_ch @ Jun 2 2008, 10:13) Если только для диплома. http://www.sunist.org/shared%20documents/R...ezo%20tubes.pdfhttp://www.sensortech.ca/site/content/2003-05.pdfСама идея компенсации вибраций посредством пьезопривода мне представляется неправильной. А полоса 20К это при каких перемещениях, если не секрет? 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. Цитата(stoker @ Jun 2 2008, 12:12) 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. 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.
|
|
|
|
|
|
|
|
Jun 2 2008, 10:25
|
чукчхэшаражогрмонтажник
Группа: Участник
Сообщений: 1 852
Регистрация: 13-07-07
Из: Minsk
Пользователь №: 29 094
|
Цитата(ПарашУт @ Jun 2 2008, 13:04) ...
"...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.
... 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
--------------------
Quo vadis?
|
|
|
|
|
|
|
|
Jun 2 2008, 10:34
|
Группа: Новичок
Сообщений: 5
Регистрация: 30-05-08
Пользователь №: 37 933
|
Цитата(evgeny_ch @ Jun 2 2008, 14:25) 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. 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)
|
|
|
|
|
|
|
|
Jun 2 2008, 11:14
|
чукчхэшаражогрмонтажник
Группа: Участник
Сообщений: 1 852
Регистрация: 13-07-07
Из: Minsk
Пользователь №: 29 094
|
Цитата(ПарашУт @ Jun 2 2008, 13:34) 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.
--------------------
Quo vadis?
|
|
|
|
|
|
|
|
Jun 2 2008, 11:38
|
Группа: Новичок
Сообщений: 5
Регистрация: 30-05-08
Пользователь №: 37 933
|
Цитата(evgeny_ch @ Jun 2 2008, 15:14) 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 
|
|
|
|
|
|
|
|
Jun 3 2008, 21:07
|
Гуру
Группа: СуперМодераторы
Сообщений: 3 096
Регистрация: 16-01-06
Из: Москва
Пользователь №: 13 250
|
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.
--------------------
Не бойтесь тюрьмы, не бойтесь сумы, не бойтесь мора и глада, а бойтесь единственно только того, кто скажет - "Я знаю как надо". А. Галич.
|
|
|
|
|
|
|
|
Jun 3 2008, 21:24
|
Группа: Новичок
Сообщений: 5
Регистрация: 30-05-08
Пользователь №: 37 933
|
Цитата(DS @ Jun 4 2008, 01:07) 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.
|
|
|
|
|
|
|
|
Jun 3 2008, 22:03
|
Гуру
Группа: СуперМодераторы
Сообщений: 3 096
Регистрация: 16-01-06
Из: Москва
Пользователь №: 13 250
|
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. Цитата(ПарашУт @ Jun 2 2008, 14:34) 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) 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".
--------------------
Не бойтесь тюрьмы, не бойтесь сумы, не бойтесь мора и глада, а бойтесь единственно только того, кто скажет - "Я знаю как надо". А. Галич.
|
|
|
|
|
|
|
|
Aug 5 2008, 16:59
|
чукчхэшаражогрмонтажник
Группа: Участник
Сообщений: 1 852
Регистрация: 13-07-07
Из: Minsk
Пользователь №: 29 094
|
Цитата(dpss @ Aug 5 2008, 19:45) Это они пошутили, ставить второй двигатель, чтобы компенсировать вибрации первого двигателя. Делал я такие приводы. Представьте, что одна координата установлена на другой, крестовый стол скажем. Он подвержен вибрации, и как это будет компенсировано? У пьезопривода быстродействия не хватит. Уже давно линейный станочный привод с PMSM отрабатывает 10 нанометров, без пьезо. Говорили про это.
--------------------
Quo vadis?
|
|
|
|
|
|
|
|
Oct 16 2009, 11:09
|
Группа: Новичок
Сообщений: 2
Регистрация: 16-10-09
Пользователь №: 53 006
|
Общий привет. Народ может не в тему, где можно купить эти пьезодвигатели или кто поможет собрать самому? Заранее благодарен за ответ, или пошлите меня по точному адресу где обсуждаются такие темы...
|
|
|
|
|
|
|
|
Oct 16 2009, 13:40
|
Группа: Участник
Сообщений: 3
Регистрация: 11-12-07
Из: Wa-wa
Пользователь №: 33 182
|
Цитата(vitekatr @ Oct 16 2009, 13:09) Общий привет. Народ может не в тему, где можно купить эти пьезодвигатели или кто поможет собрать самому? Заранее благодарен за ответ, или пошлите меня по точному адресу где обсуждаются такие темы...
|
|
|
|
|
|
|
|
Oct 17 2009, 08:15
|
Группа: Новичок
Сообщений: 2
Регистрация: 16-10-09
Пользователь №: 53 006
|
Цитата(roman_wawa @ Oct 16 2009, 16:40) спасибо за ответ, а ещё есть компании занимающиеся подобными вещами?
|
|
|
|
|
|
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0
|
|
|
