Пьезоэлектродвигатели

Опубликовано 16.10.2010 Ведущий Антон Панкратов

При создании устройств автоматики процесс миниатюризации в какой то момент зашел в тупик в области создания миниатюрных электродвигателей, что было вызвано тем, что при габаритных размерах менее чем 5х5 миллиметров потери на тепло в таком двигателе превысили отдаваемую мощность и таким образом сделать обычный, электромагнитный двигатель микромощным и малогабаритным не представлялось возможным. Но использование оригинальной технологии использующей свойства пьезокерамических актюаторов (пьезоприводов) позволило создать миниатюрные двигатели значительной мощности. Так при помощи актюаторов можно прокладывать усилие до 10 килоньютонов на площадь единиц нанометров до сотен микрон. Актюаторы другой конструкции позволяют получить перемещение на расстояние до 3мм за импульс с усилием 0.6 ньютон. Работа пьезоэлектрического мотора основана на обратном пьезоэлектрическом эффекте, а именно на преобразовании электрической энергии в механическую. При подключении драйвера к пьезоэлементу, возбуждаемые в нем радиальные механические колебания, проходя через волновую оболочку, передаются в толкатели и далее в ротор. Направление вращения нереверсивного двигателя задается наклоном толкателей по отношению к внутренней поверхности ротора. Реверсивный двигатель состоит из двух нереверсивных (однонаправленных) двигателей, связанных между собой через общий вал. Двигатели классифицируются следующим образом: первые две (три) буквы - тип двигателя (PM - piezoelectric motor, UPM - ultrasonic piezoelectric motor); цифра - внешний диаметр кольцевого пьезоэлемента - резонатора (20 - внешний диаметр пьезоэлемента 20мм); R - двигатель реверсивный ( отсутствие R - двигатель однонаправленного вращения); S - двигатель доукомплектован сенсором (датчиком обратной связи); M (H) - тип сенсора (М - MOZ 30, H - HEEDM).
Пьезоэлектродвигатели могут применяться в различных отраслях промышленности и в медицине. Но их основе строятся 1)Системы развертывания солнечных батарей и управление ими.2. Системы герметизации (упаковки).3. Управление космическими телескопами и угловым положением радаров. В биомедицине- 1. Высокопрецизионные микроманипуляторы для микроопераций на клеточном уровне.2. Микронасосы, микроизмеряющие зонды, микровпрыскивающий насос, перфузионные системы.
3. Биомедицинские роботы. Все это делает пьезоэлектродвигатель необходимым компонентом в современной и будущей технике.