Ultrahelimootorid leiutas 1965. aastal V.V Lavrinko. Üldiselt oleme teadlikud asjaolust, et liikumapaneva jõu annab tavaliste mootorite elektromagnetväli. Kuid siin pakuvad need mootorid jõudu, et pakkuda mootorit piesoelektriline efekt ultrahelis sagedusvahemik, mis on vahemikus 20 kHz kuni 10 MHz ja mis pole tavalistele inimestele kuuldav. Seega nimetatakse seda piesoelektriliseks USM-tehnoloogiaks. USM-id kasutavad ultrahelitehnoloogiat, mis kasutavad oma tööks komponendi ultraheli vibratsiooni.

“mis on zigbee ja kuidas see toimib ”

Ultraheli mootor

Enne selle tehnoloogia kohta üksikasjaliku arutamise alustamist peame teadma tehnoloogiaga seotud teabe kohta ultraheli andurid , piesoelektrilised andurid ja piesoelektrilised ajamid.

Piesoelektriline andur

piesoelektriline andur

Füüsikaliste suuruste, nagu pinge, jõu, pinge ja kiirenduse muutusi saab mõõta, muundades need elektrienergiaks. Seadmeid või andureid, mida selles protsessis kasutatakse, nimetatakse piesoelektrilisteks anduriteks. Ja seda protsessi nimetatakse piesoelektriline efekt . Kui kristallile rakendatakse pinget, avaldatakse kristalli aatomitele rõhk, mis põhjustab aatomite deformatsiooni, mis on ainult 0,1%.

Ultraheliandur

Andureid, mis genereerivad kõrgsagedust - sagedus umbes 20 kHz kuni 10 MHz helilainet - ja omistavad sihtmärgi, lugedes ajavahemikku kaja vastuvõtmise vahel pärast signaali saatmist, nimetatakse ultrahelianduriteks. Seega Takistuste tuvastamiseks saab kasutada ultraheliandureid ja kokkupõrke vältimiseks.

Piesoelektriline ajam

pieso ajam

Kaamera, peegli, mehaaniliste tööriistade ja muude sarnaste seadmete objektiivide täpseks reguleerimiseks on vajalik täpne liikumise juhtimine, selle täpse liikumise juhtimise saab saavutada piesoelektriliste ajamitega. Elektrilise signaali saab piesoelektrilise ajami abil muuta täpselt juhitavaks füüsiliseks nihkeks. Neid kasutatakse hüdrauliliste ventiilide ja eriotstarbeliste mootorite juhtimiseks.

Piesoelektriline ultrahelimootorite tehnoloogia

Lihtsalt võime ultrahelitehnoloogiat nimetada piesoelektrilise efekti pöördvõimaluseks, kuna antud juhul elektrienergia muundatakse liikumiseks. Seega võime seda nimetada piesoelektriliseks USM-tehnoloogiaks.

Piesoelektrilist materjali, mille nimi on pliisirkonaat-titanaat ja kvarts, kasutatakse väga sageli USM-ide ja ka piesoelektriliste täiturmehhanismide jaoks, kuigi piesoelektrilised ajamid erinevad USM-idest. Materjale nagu liitiumniobaat ja mõnda muud monokristallmaterjali kasutatakse ka USM-ide ja piesoelektrilise tehnoloogia jaoks.
Suurim piesoelektriliste ajamite ja USM-de vahe on märgitud rootoriga kokkupuutuva staatori vibratsioonina, mida saab resonantsi abil võimendada. Täituri liikumise amplituud on vahemikus 20 kuni 200 nm.

Ultrahelimootorite tüübid

USM-id liigitatakse erinevatesse tüüpidesse erinevate kriteeriumide alusel, mis on järgmised:

USM-ide klassifikatsioon mootori pöörlemisviisi tüübi põhjal

Pöörlevad mootorid
Lineaarsed mootorid

USM-ide klassifitseerimine vibraatori kuju järgi

Varda tüüp
П kujuline
Silindrikujuline
Rõnga (ruudu) tüüp

Klassifikatsioon vibratsioonilaine tüübi põhjal

Püstlaine tüüp - see liigitatakse veel kahte tüüpi:

Ühesuunaline
Kahesuunaline

Leviva laine või liikuva laine tüüp

Ultrahelimootorite töö

Ultraheli mootor töötab

Vibratsioon indutseeritakse mootori staatorisse ja seda kasutatakse liikumise edastamiseks rootorile ning hõõrdejõudude moduleerimiseks. Mehaanilise liikumise tekitamiseks kasutatakse aktiivse materjali amplifikatsiooni ja (mikro) deformatsioone. Rootori makro-liikumise saab saavutada mikroliikumise parandamise abil, kasutades hõõrdliidest staator ja rootor .

The ultraheli mootor koosneb staatorist ja rootorist. USM-i töö muudab rootorit või lineaarset translatorit. USM staator koosneb piesoelektrilisest keraamikast vibratsiooni tekitamiseks, staatori metallist tekitatud vibratsiooni võimendamiseks ja hõõrdematerjalist rootoriga kontakti saamiseks.

Alati, kui pinget rakendatakse, tekib staatori metalli pinnale liikuv laine, mis põhjustab rootori pöörlemise. Kuna rootor on kontaktis staatori metalliga, nagu eespool mainitud - kuid ainult liikuva laine igas tipus, mis põhjustab elliptilise liikumise, ja selle elliptilise liikumisega pöörleb rootor vastupidises suunas rändlaine.

Ultrahelimootorite omadused ja eelised

Need on väikesed ja vastuseks suurepärased.
Nende kiirus on kümme kuni mitusada p / min ja suur pöördemoment ning seetõttu pole reduktoreid vaja.
Need koosnevad suurest pidurdusjõust ja isegi siis, kui toide on välja lülitatud, ei vaja nad pidurit ega sidurit.
Need on väikesed, õhukesed ja teiste elektromagnetiliste mootoritega võrreldes väiksema kaaluga.
Need mootorid ei sisalda elektromagnetilisi materjale ega tekita elektromagnetlainet. Niisiis saab neid kasutada isegi kõrge magnetvälja piirkondades, kuna magnetväli neid ei mõjuta.
Nendel mootoritel pole ühtegi käiku ja nende mootorite juhtimiseks kasutatakse kuuldamatut sagedusvibratsiooni. Niisiis, nad ei tekita müra ja nende töö on väga vaikne.
Nende mootorite abil on võimalik täpne kiiruse ja asukoha reguleerimine.
Nende mootorite mehaaniline ajakonstant on alla 1 ms ja nende mootorite kiiruse reguleerimine on samm vähem.
Nendel mootoritel on väga kõrge kasutegur ja nende efektiivsus on nende suuruse suhtes tundetu.

Ultrahelimootorite nõuded

Vaja on kõrgsageduslikku toiteallikat.
Kuna need mootorid töötavad hõõrdumisel, on vastupidavus väga väike.
Nendel mootoritel on rippuvad kiiruse ja pöördemomendi omadused.

Ultrahelimootorite rakendused

“elektriahela osad ja nende funktsioonid ”

Kasutatakse kaamera objektiivi autofookuse jaoks.
Kasutatakse kompaktsetes paberitöötlusseadmetes ja kellades.
Kasutatakse masinaosade edastamisel.
Kasutatakse kuivatamiseks ja ultraheli puhastamiseks.
Kasutatakse õli süstimiseks põletitesse.
Kasutatakse parimate mootoritena, mis teadaolevalt pakuvad suurt seadmete miniatuurimise potentsiaali.
Kasutatakse meditsiinis magnetresonantstomograafia skaneerimisel.
Kasutatakse arvuti kettapeade juhtimiseks nagu disketid, kõvakettad ja CD-draivid.
Kasutatakse paljudes rakendustes meditsiini, lennunduse ja kosmoses robootika .
Kasutatakse veeruva ekraani automaatseks juhtimiseks.
Tulevikus võivad need mootorid leida rakendusi sellistes valdkondades nagu autotööstus, nano-positsioneerimine, mikroelektroonika, Mikroelektromehaanilise süsteemi tehnoloogia tarbekaupu.

Selles artiklis käsitletakse piesoelektrilisi ultrahelimootoreid, ultraheliandureid, piesoelektrilisi andureid, piesoelektrilisi täiturmehhanisme, USM-ide tööd, lühidalt USM-ide teenuseid, puudusi ja rakendusi. Ülaltoodud teemade kohta lisateabe saamiseks saatke oma päringud allpool kommenteerides.

Foto autorid: