Co je to piezoelektrický motor?

Piezoelektrický motor je zařízení, které vytváří pohyb, když elektrické pole vytváří pohyb v určitých krystalech nebo umělých materiálech. Piezoelektrika byla poprvé prokázána v 80. letech 20. století, kdy bylo objeveno, že křemenné krystaly vytvářejí elektrické proudy, když jsou namáhány nárazem nebo komprimací. Tento efekt je opakem toho, co pohání piezoelektrický motor, kde se elektřina používá k vytvoření pohybu z materiálu citlivého na elektrické pole.

Potřeba těchto motorů rostla na konci 20. století s rostoucí poptávkou po miniaturizaci. Standardní elektromotory mají praktické omezení minimální velikosti, pod kterým nemohou spolehlivě fungovat. Piezoelektrický motor může být vyroben v miniaturním měřítku, poskytuje přesný pohyb ve velmi malých krocích a při provozu nebo v klidu spotřebovává velmi malý výkon.

V piezo motoru je jen velmi málo dílů. Vysokofrekvenční oscilátor poskytuje frekvenci, která excituje piezoelektrický materiál. Tento materiál změní tvar na základě jeho krystalových vlastností. Výsledný pohyb způsobí, že se materiál dostane do kontaktu se skluzavkou nebo válečkem.

Skluzavka nebo váleček jsou potaženy měkkou gumou nebo polymerem, nazývaným třecí vrstva, která umožňuje piezoelektrickému materiálu uchopit jej a pohybovat. Pokaždé, když oscilátor vytvoří frekvenční impuls, je materiál vzrušený a pohybuje se. To způsobuje pohyb saně nebo válečku.

Tento efekt využívá piezoelektrický motor tím, že rychle zapíná a vypíná kmitající kmitočet. Každý puls vytváří malý, ale dobře definovaný pohyb piezo materiálu a rychlé frekvenční cykly vytvářejí pokračující pohyb. Snímky mohou nahradit rotory pro pohyb tam a zpět, který může fungovat jako spínač.

Největší výhodou těchto motorů byla miniaturizace. Existují i ​​další výhody, včetně nízkých požadavků na energii a malé potřeby údržby. Piezoelektrický motor je také relativně neovlivněn magnetickým a elektrickým rušením, protože krystalová struktura vyžaduje specifické frekvence k vytvoření pohybu.

Přírodní krystaly včetně křemene a turmalinu mohou poskytovat piezoelektrické vlastnosti. Běžně se používají keramiky na bázi titanu a jiných minerálů. Některé polymery založené na technologii fluorpolymerů mohou také vykazovat piezoelektrické vlastnosti.

Standardní elektromotor může poskytovat vysoké otáčky s nízkým točivým momentem, točivou silou, která způsobuje otáčení. Piezo motory, na druhé straně, pracují při nižších rychlostech, ale mají velký točivý moment pro jejich velikost. Kromě toho mohou s elektromotory zajistit velmi přesné pohyby, které není možné. Schopnost miniaturizovat na nanočástice nebo mikroskopické velikosti umožňuje jejich použití v široké škále lékařských, průmyslových a spotřebitelských aplikací.