Ультразвуковой двигатель: различия между версиями

 

== Принцип работы пьезодвигателя вращения==

В основе работы пьезоэлектрических двигателей вращения лежит принцип, согласно которому все точки пьезоэлемента, входящие в контакт с ротором, должны двигаться по траекториям близким к эллиптическим. Для этого в пьезоэлементе одновременно возбуждают два типа взаимно ортогональных колебаний. Это может быть любое сочетание взаимно поперечных продольных, изгибных, сдвиговых и крутильных колебаний. Важным лишь является то, что эти колебания не должны быть механически связанными, то есть энергия с одного колебания не должна переходить в другое колебание (в квадратной пластине возбуждение продольных колебаний по её одной стороне приведёт к возбуждению продольных колебаний по другой стороне, что является примером связанности колебаний). Если колебания механически несвязанны, то между ними можно получить любой сдвиг фазы. А, оптимальным для пьезоэлектрических моторов является сдвиг фазы равный 90 градусов. В простейшей моторе (рис.3 ) в пьезоэлементе электрически возбуждены продольные по длине волны, а поперечные волны – изгибные возбуждаются при движении конца пьезоэлемента по поверхности ротора. Размеры пьезоэлемента подбираются так, чтобы был механический резонанс и продольных и поперечных колебаний. Тогда коэффициент полезного действия может превышать 80 процентов. Для таких моторов фрикционный контакт между ротором и статором происходит по лини, что снижает их ресурс. Возбуждая одними электродами (1), рис. 4 в пьезоэлементе (2) крутильные колебания, а другими электродами (3) – продольные колебания можно создать мотор с плоским фрикционным контактом. При этом ресурс мотора перестаёт быть проблемой.