Пьезоэлектрические двигатели

Пьезоэлектрические двигатели основаны на применении одного из многих известных конструктивных принципов реализации процесса преобразования электрической энергии в механическую, по которому накоплен опыт теоретических и экспериментальных исследований, достаточный для промышленного освоения и серийного производства, для внедрения в технику.

Статор двигателя содержит пьезокерамическое кольцо, на котором укреплены толкатели, упирающиеся на внутреннюю поверхность ротора, выполненного в виде цилиндрической чашки, закрепленной на валу. На торцевые поверхности пьзокерамического кольца нанесены электроды, подключаемые к генератору ультразвуковых колебаний. Частота генератора соответствует одной из частот собственных механических колебаний пьезокерамического кольца в радиальном направлении.

Процесс преобразования колебаний пьезокерамического кольца в поступательное (вращательное) движение ротора (механическое детектирование) осуществляется следующим образом:

при включении генератора механические колебания пьезокерамического кольца через толкатели передаются на ротор;
в области фрикционного контакта толкателей с ротором векторы сил, передаваемых толкателями, раскладываются на составляющие — составляющую вдоль радиуса ротора и составляющую, направленную по касательной к окружности ротора;
последняя составляющая приводит ротор во вращательное движение, скорость вращения ротора при этом пропорциональна амплитуде механических колебаний кольца.

Преимущества пьезоэлектрических двигателей перед электромагнитными:

широкий диапазон регулировки частот вращения (0 - 300 об./мин);
возможность малых, в пределах оборота вала, перемещений (доли угловых секунд);
высокий момент на валу;
малое энергопотребление;
искровзрывобезопасность;
большой тормозной момент на валу в обесточенном состоянии;
безинерционность;
бесшумная работа;
малые масса и габариты.

Область применения пьезодвигателей:

жесткие безлюфтовые безредукторные электромеханические исполнительные механизмы с низкой скоростью перемещений;
высококачественный жесткий беэлюфтовый и безредукторный привод систем автоматического регулирования скорости и перемещений;
электромеханические устройства, эффективно заменяющие силовые электромагниты.