Was ist ein piezoelektrischer Motor?
Ein piezoelektrischer Motor ist ein Gerät, das Bewegung erzeugt, wenn ein elektrisches Feld in bestimmte Kristalle oder künstliche Materialien Bewegung erzeugt. Die Piezoelektrizität wurde erstmals in den 1880er Jahren demonstriert, als festgestellt wurde, dass Quarzkristalle elektrische Ströme erzeugten, wenn sie durch Schlagen oder Komprimieren betont wurden. Dieser Effekt ist das Gegenteil von einem piezoelektrischen Motor, bei dem der Strom verwendet wird, um eine Bewegung von einem materiellen auf das elektrischen Feld empfindlich zu erzeugen. Standard-Elektromotoren haben eine praktische Grenze für Mindestgröße, wobei sie nicht zuverlässig arbeiten können. Ein piezoelektrischer Motor kann in einer Miniaturskala hergestellt werden, bietet eine präzise Bewegung in sehr kleinen Schritten und verwendet nur sehr geringe Leistung während des Betriebs oder während der Ruhe. Ein Hochfrequenzoszillator bietet eine Frequenz, die das piezoelektrische Material anregt. Dieser KumpelRial verändert die Form basierend auf seinen Kristalleigenschaften. Die resultierende Bewegung bewirkt, dass das Material mit einer Rutsche oder einem Rollen in Kontakt kommt.
Der Rutschen oder die Roller wird mit einem weichen Gummi oder einem Polymer beschichtet, das als Reibschicht bezeichnet wird und das piezoelektrische Material zulässt, um ihn zu greifen und zu bewegen. Jedes Mal, wenn der Oszillator einen Frequenzimpuls erzeugt, wird das Material angeregt und bewegt sich. Dies führt zu einer Bewegung des Rutschens oder der Walze.
Ein piezoelektrischer Motor nutzt diesen Effekt, indem die oszillierende Frequenz schnell ein- und ausgeschaltet wird. Jeder Impuls erzeugt eine kleine, aber gut definierte Bewegung des Piezo-Materials, und die schnellen Frequenzzyklen erzeugen eine anhaltende Bewegung. Folien können Rotoren für eine Hin- und Her-Bewegung ersetzen, die als Schalter wirken kann.
Der größte Vorteil dieser Motoren war die Miniaturisierung. Es gibt auch andere Vorteile, einschließlich Anforderungen an geringem Strom und LittlIch benötige Wartung. Ein piezoelektrischer Motor ist auch durch magnetische und elektrische Interferenzen relativ unberührt, da die Kristallstruktur spezifische Frequenzen erfordert, um Bewegung zu erzeugen.
natürliche Kristalle einschließlich Quarz und Turmalin können piezoelektrische Eigenschaften liefern. Keramik basierend auf Titan und anderen Mineralien werden häufig verwendet. Einige auf der Fluoropolymertechnologie basierende Polymere können auch piezoelektrische Eigenschaften aufweisen.
Ein Standard -Elektromotor kann hohe Geschwindigkeit mit niedrigem Drehmoment liefern, die Drehkraft, die eine Drehung verursacht. Piezo -Motoren hingegen arbeiten mit niedrigeren Geschwindigkeiten, haben jedoch ein hohes Drehmoment für ihre Größe. Darüber hinaus können sie mit Elektromotoren sehr genaue Bewegungen liefern. Die Fähigkeit, in nanoskaliger oder mikroskopischer Größe zu miniaturisieren, ermöglicht es ihnen, in einer Vielzahl von medizinischen, industriellen und Verbraucheranwendungen eingesetzt zu werden.