מנועים פיזואלקטריים. תכנית, תיאור

אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל
ספרייה חינם / ערכות של מכשירים רדיו-אלקטרוניים וחשמליים

מנועים פיזואלקטריים. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / חשמל למתחילים

מנוע פיזואלקטרי (PD) הוא מנוע חשמלי שבו התנועה המכנית של הגוף המונע (רוטור או אבזור) מתבצעת עקב האפקט הפיאזואלקטרי.

הדבר הראשון שמושך אותם הוא היעדר פיתולי אינדוקציה, בדרך כלל עשויים מחוטי נחושת או אלומיניום וליבה מיוחדת להגדרת סוג. אלמנט העבודה בהם הוא קרמיקה פיזואלקטרית.

נראה כי די לעורר את האלמנט הפיאזואלקטרי במתח חשמלי משתנה, ובאמצעות אמצעים מכניים ידועים, להמיר את התנודות של האלמנט הפיאזואלקטרי לתנועה הסיבובית של הגוף העובד. אבל, למרות שעיקרון זה פשוט, קשה ליישם אותו עבור התדרים והמשרעות של תנודות פיזואלקטריות שנתקלים בהן בפועל.

באחת הגרסאות של PD, מוצע לכופף את האלמנט הפיאזואלקטרי בו-זמנית בשלושה מישורים באמצעות שדה חשמלי תלת פאזי כך שקצהו, הנע קדימה, יתאר מסלול מעגלי (איור 1).

מנועים פיזואלקטריים

בקצה הנייד היה סיכה 1, אשר פעלה בחיכוך עם הרוטור 2, וגרמה לו להסתובב. עיקרון זה לא יושם בפועל.

PD שלב אחר שלב קיבלו יישום מעשי רב יותר. במנועים אלו (איור 2), מזלג כוונון או אלמנט פיזואלקטרי בעל שלוחה מעבירים תנועה נדנדת אל המוט 2, המניע את הרוטור 3 בשן אחת.

מנועים פיזואלקטריים

כאשר המוט נע בכיוון ההפוך, הכפתור 4 מקבע את מיקום הרוטור 3. גרסה פשוטה יותר של PD זה היא מנוע (איור 3, א), המורכב מאלמנט פיזואלקטרי 1, העשוי בצורה של א. צלחת מלבנית, הנלחצת בקצה אחד על ידי כוח חיצוני כנגד פני הרוטור 2 כאשר האלמנט הפיאזואלקטרי נרגש חשמלית, קצה זה, כמו להב משוט, נע לאורך נתיב סגור, נותן מעת לעת דחף לרוטור. עיצובו מוצג ביתר פירוט באיור 3b. אלמנט פיזואלקטרי 1 ומסבים 2 מותקנים על בסיס סטטור 3. רוטור 4 עשוי בדרך כלל מחומרים קשים (פלדה, קרמיקה). אלמנט המהדק 7 יכול להתבצע בצורה של קפיץ פלדה שטוח, שקצהו, דרך האטם האלסטי 8, לוחץ על קצה האלמנט הפייזואלקטרי 2. לשינוי כוח ההידוק מותקן בורג כוונון 9.

מנועים פיזואלקטריים

מהירות הסיבוב של הרוטור במערכת זו נקבעת על ידי משרעת התזוזה המקסימלית המותרת של האלמנט הפיאזואלקטרי או התחממות יתר שלו. כאשר מתחמם יתר על המידה מעל נקודת קירי, התכונות הפיזואלקטריות אובדות. עבור רוב החומרים התעשייתיים, טמפרטורת Curie עולה על 250 מעלות צלזיוס, ולכן משרעת התזוזה המקסימלית מוגבלת על ידי חוזק המתיחה של החומר. עבור חומר TBK-3, המהירות הליניארית המרבית המותרת Vl היא 1,5 מ"ש. אם ניקח בחשבון את מרווח החוזק הכפול, ניקח Vl = 0,75 m/s. תדירות הסיבוב של רוטור PD היא n = 60Vl/πD (min-1). עבור D = 0,5 ס"מ, n = 3000 min-1, עבור D = 5 ס"מ, בהתאמה, n = 300 min-1. לפיכך, על ידי שינוי קוטר של רוטור PD בלבד, ניתן לכסות טווח רחב של תדרי סיבוב של ציר ה-PD. הפחתת מתח האספקה מאפשרת להפחית את מהירות הסיבוב ל-30 דקות-1 תוך שמירה על הספק גבוה מספיק על הציר ליחידת מסה.

מאפיין חשוב של PD, המאפשר להשוות אותם עם מנועים חשמליים אחרים, הוא מקדם הביצועים (COP). הערכה של פרמטר זה עבור PD קשה מאוד, מכיוון שהיעילות תלויה בתכנון ה-PD, כוח הלחץ והזווית, זווית המגע, חומר הרוטור והאטם העמיד בפני שחיקה ותדירות הפעולה.

עבור ה-PD המתואר לעיל עם אלמנט פיזואלקטרי מותקן בקצה, נחקרה התלות של היעילות ברגע על הפיר M (איור 4, א), בכוח ההידוק. (איור 4b) ועל תדר העירור f (איור 4c). היעילות המקסימלית תלויה בחומר של האלמנט הפיאזואלקטרי, למשל, עבור PKR-10 התקבלה יעילות שיא של 85%. נכון לעכשיו, ישנם יותר מ-50 עיצובי PD שונים באופן מהותי.

מנועים פיזואלקטריים

אחד היתרונות החשובים ביותר של PD הוא היכולת להשיג תנועות קטנות מאוד של הרוטור. לדוגמה, כמה דגימות PD עם תדירות סיבוב של 0,2-6 סל"ד, כאשר מופעל דופק בודד, נותנות תזוזה זוויתית של הרוטור 1/3000000 מההיקף, כלומר. 0,4 שניות קשת. בנוסף, ניתן לשלוט ב-PDs ישירות מהמחשב. בשל העובדה שהמידות והמשקל של PDs קטנים פי 3-5 מאלו של מנועים חשמליים רגילים, ניתן להשתמש בהם במצלמות וידאו, כונני דיסקים מגנטיים ולייזר ובמחקר מדעי.

ראה מאמרים אחרים סעיף חשמל למתחילים.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

עור מלאכותי לחיקוי מגע 15.04.2024

בעולם טכנולוגי מודרני בו המרחק הופך להיות נפוץ יותר ויותר, חשוב לשמור על קשר ותחושת קרבה. ההתפתחויות האחרונות בעור מלאכותי על ידי מדענים גרמנים מאוניברסיטת Saarland מייצגים עידן חדש באינטראקציות וירטואליות. חוקרים גרמנים מאוניברסיטת Saarland פיתחו סרטים דקים במיוחד שיכולים להעביר את תחושת המגע למרחקים. טכנולוגיה חדשנית זו מספקת הזדמנויות חדשות לתקשורת וירטואלית, במיוחד עבור אלה שמוצאים את עצמם רחוקים מיקיריהם. הסרטים הדקים במיוחד שפיתחו החוקרים, בעובי של 50 מיקרומטר בלבד, ניתנים לשילוב בטקסטיל וללבוש כמו עור שני. סרטים אלה פועלים כחיישנים המזהים אותות מישוש מאמא או אבא, וכמפעילים המשדרים את התנועות הללו לתינוק. הורים הנוגעים בבד מפעילים חיישנים המגיבים ללחץ ומעוותים את הסרט הדק במיוחד. זֶה ... >>

פסולת חתולים של Petgugu Global 15.04.2024

טיפול בחיות מחמד יכול להיות לעתים קרובות אתגר, במיוחד כשמדובר בשמירה על ניקיון הבית שלך. הוצג פתרון מעניין חדש של הסטארטאפ Petgugu Global, שיקל על בעלי החתולים ויעזור להם לשמור על ביתם נקי ומסודר בצורה מושלמת. הסטארט-אפ Petgugu Global חשפה אסלת חתולים ייחודית שיכולה לשטוף צואה אוטומטית, ולשמור על הבית שלכם נקי ורענן. מכשיר חדשני זה מצויד בחיישנים חכמים שונים המנטרים את פעילות האסלה של חיית המחמד שלכם ופועלים לניקוי אוטומטי לאחר השימוש. המכשיר מתחבר למערכת הביוב ומבטיח פינוי פסולת יעיל ללא צורך בהתערבות של הבעלים. בנוסף, לאסלה קיבולת אחסון גדולה הניתנת לשטיפה, מה שהופך אותה לאידיאלית עבור משקי בית מרובי חתולים. קערת המלטה לחתולים של Petgugu מיועדת לשימוש עם המלטה מסיסת במים ומציעה מגוון זרמים נוספים ... >>

האטרקטיביות של גברים אכפתיים 14.04.2024

הסטריאוטיפ שנשים מעדיפות "בנים רעים" כבר מזמן נפוץ. עם זאת, מחקר עדכני שנערך על ידי מדענים בריטים מאוניברסיטת מונאש מציע נקודת מבט חדשה בנושא זה. הם בדקו כיצד נשים הגיבו לאחריות הרגשית של גברים ולנכונותם לעזור לאחרים. ממצאי המחקר עשויים לשנות את ההבנה שלנו לגבי מה הופך גברים לאטרקטיביים לנשים. מחקר שנערך על ידי מדענים מאוניברסיטת מונאש מוביל לממצאים חדשים לגבי האטרקטיביות של גברים לנשים. בניסוי הראו לנשים תצלומים של גברים עם סיפורים קצרים על התנהגותם במצבים שונים, כולל תגובתם למפגש עם חסר בית. חלק מהגברים התעלמו מההומלס, בעוד שאחרים עזרו לו, כמו לקנות לו אוכל. מחקר מצא שגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב היו מושכים יותר לנשים בהשוואה לגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב. ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

שבבים עוזרים להרכיב רהיטים 29.11.2002

חברת "איקאה" מייצרת ארונות טרומיים עם "בודקים" מיקרו-מעגלים.

שישה חיישני תנועה ולחץ מובנים בכל קיר של ארון כזה, המחוברים למיקרו-מעגל, שגם הוא מובנה באחד הקירות. אם האדם שמרכיב את הארון מעלה משהו לא נכון, החיישנים מזהים אותו, והמיקרו-מעגל שולח אות אזהרה למסך של צג מיוחד.

המכשיר פועל על סוללות ומופעל באור, כלומר רק כאשר כל החלקים מוסרים מהקופסאות. זה מבטל את הצריכה המיותרת של כוח הסוללה במהלך אחסון רהיטים לפני המכירה.

עוד חדשות מעניינות:

▪ בקר Marvell 88NV1160

▪ נוירונים עם אוזניים

▪ שבב מיקרופלואידי הופך את חישובי ה-DNA לאוטומטי

▪ MSP430FR6047 - בקר מיקרו למונים קוליים

▪ ענן מכוניות BMW

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ סעיף האתר מערכות אקוסטיות. בחירת מאמרים

▪ מאמר טבליות תנור מאבק פחם. טיפים למאסטר הבית

▪ מאמר מהי הציפור הקטנה ביותר בבריטניה? תשובה מפורטת

▪ מאמר אלקטרומכני לתחזוקה ותיקון של מעליות. הוראה סטנדרטית בנושא הגנת העבודה

▪ מאמר מד מתח מרחוק רב ערוצי. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

▪ מאמר מעברי פאזה בפס רחב. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר