Hva er en piezoelektrisk motor?
En piezoelektrisk motor er en enhet som skaper bevegelse når et elektrisk felt skaper bevegelse i visse krystaller eller menneskeskapte materialer. Piezoelectricity ble først demonstrert på 1880-tallet, da det ble oppdaget at kvartskrystaller skapte elektriske strømmer når de ble stresset ved å treffe eller komprimere dem. Denne effekten er motsatt av det som driver en piezoelektrisk motor, der strømmen brukes til å skape bevegelse fra et materiale som er følsomt for det elektriske feltet.
Behovet for disse motorene vokste på slutten av 1900-tallet med økende etterspørsel etter miniatyrisering. Standardelektriske motorer har en praktisk størrelse på minimum størrelse, under hvilke de ikke kan operere pålitelig. En piezoelektrisk motor kan produseres i miniatyr skala, gir presis bevegelse i veldig små trinn, og bruker veldig lite krefter under drift eller mens du er i ro.
Det er veldig få deler i en piezomotor. En høyfrekvent oscillator gir en frekvens som begeistrer det piezoelektriske materialet. Dette materialet vil endre form basert på dets krystallegenskaper. Den resulterende bevegelsen får materialet til å komme i kontakt med et lysbilde eller rulle.
Lysbildet eller rullen er belagt med en myk gummi eller polymer, kalt et friksjonsbelegg, som lar det piezoelektriske materialet ta tak og bevege det. Hver gang oscillatoren lager en frekvenspuls blir materialet begeistret og beveger seg. Dette fører til bevegelse av lysbildet eller rullen.
En piezoelektrisk motor benytter seg av denne effekten ved raskt å slå oscillerende frekvens av og på. Hver puls skaper en liten, men veldefinert bevegelse av piezomaterialet, og de raske frekvenssyklusene skaper en kontinuerlig bevegelse. Lysbilder kan erstatte rotorer for en frem og tilbake bevegelse som kan fungere som en bryter.
Den største fordelen med disse motorene har vært miniatyrisering. Det er andre fordeler også, inkludert lite strømbehov og lite behov for vedlikehold. En piezoelektrisk motor er også relativt upåvirket av magnetisk og elektrisk interferens, fordi krystallstrukturen krever spesifikke frekvenser for å skape bevegelse.
Naturlige krystaller inkludert kvarts og turmalin kan gi piezoelektriske egenskaper. Keramikk basert på titan og andre mineraler brukes ofte. Noen polymerer basert på fluorpolymerteknologi kan også ha piezoelektriske egenskaper.
En standard elektrisk motor kan gi høy hastighet med lavt dreiemoment, vridkraften som forårsaker rotasjon. Piezo-motorer, derimot, bruker lavere hastigheter, men har høyt dreiemoment for sin størrelse. I tillegg kan de gi veldig presise bevegelser som ikke er mulig med elektriske motorer. Muligheten til å miniaturisere til nanoskala eller mikroskopisk størrelse, gjør at de kan brukes i et bredt utvalg av medisinske, industrielle og forbrukerapplikasjoner.