Пьезоэлектрические двигатели

Книга название: Пьезоэлектрические двигатели
Автор: В.В. Лавриненко И.А. Карташев В.С. Вишневский
Год печати: 1980
Кол-во страниц: 112
Формат: Djvu

В книге рассматриваются двигатели принципиально нового типа пьезоэлектрические. Преобразование электрической энергии в механическую вращающегося ротора осуществляется в таких двигателях за счет пьезоэлектрического или пьезомагнитного эффекта, наблюдаемого в сегнетоэлектрических или ферромагнитных материалах. Необходимое механическое выпрямление упругих колебаний происходит в зоне фрикционного контакта ротора со статором. Отсутствие обмоток и простота технологии изготовления не являются единственными преимуществами пьезоэлектрического двигателя. Высокая удельная мощность, большой к.п.д., широкий диапазон частот вращения и моментов на валу, отличные механические характеристики, отсутствие излучаемых магнитных полей и многие другие преимущества пьезоэлектрических двигателей позволяют рассматривать их как двигатели, которые в широких масштабах заменят применяемые в настоящее время электрические микромашины. Работы по созданию и изучению пьезоэлектрических двигателей начаты в нашей стране в Киевском политехническом институте в 1964 г. С 1969 г. пьезоэлектрический двигатель изучается в Каунасском политехническом институте под руководством проф. К. М. Рагульскиса. В развитие направления создания электрических приводов на основе пьезоэлектрических двигателей существенный вклад внесли канд. техн. наук И. А. Слуцкий и П. Е. Васильев.

Большое значение для промышленного внедрения пьезоэлектрических двигателей имеют работы, проводимые в Ростовском государственном университете и во ВНИИреактивэлектрон (г. Донецк) по созданию высококачественной керамики для пьезоэлементов двигателей. При научном содружестве многих организаций страны подготовлена основа для промышленного внедрения и серийного производства пьезоэлектрических двигателей и устройств на их основе. В настоящее время к серийному производству рекомендованы пьезопривод для электропроигрывающего устройства, разработанный конструкторами объединения \"Эльфа\" (г. Вильнюс), и пьезоэлектрический привод ведущего узла видеомагнитофона, созданный в объединении \"Позитрон\" (г. Ленинград). За внешней конструктивной простотой пьезоэлектрического двигателя скрывается ряд физических явлений, которые сложнейшим образом взаимосвязаны между собой. Кроме того, освоение нового направления затрудняется также множеством существенно различных вариантов конструкций, реализующих десятки возможных решений. По этой причине очень важно подготовить читателя, и прежде всего инженерно-технических работников, к восприятию новой для них области техники перед началом промышленного выпуска пьезоэлектрических двигателей.

Пьезоэлектрическим двигателем называется электрический двигатель, в котором механическое перемещение ведомого органа (ротора или якоря) осуществляется за счет пьезоэлектрического или пьезомагнитного эффекта. Казалось бы, достаточно возбудить пьезоэлемент переменным электрическим напряжением и, используя известные механические средства, преобразовать колебательное движение пьезоэлемента во вращательное движение ведомого органа. Однако хотя этот принцип и прост, но его трудно реализовать для амплитуд и частот колебаний пьезоэлемента, которые встречаются на практике. Известно несколько попыток создания ПД. В одной из конструкций зацепление ротора со статором осуществляется без проскальзывания. Такой способ получения вращательного движения напоминает способ вращения диска телефонного аппарата. Авторы этой конструкции предложили при помощи трехфазного электрического поля изгибать пьезоэлемент одновременно в трех плоскостях так, чтобы его конец, поступательно перемещаясь, описывал круговую траекторию , На подвижном конце располагался штырь, который фрикционно взаимодействовал с ротором, приводя его во вращение. Практического применения эта конструкция не получила. Уже давно было замечено, что вибрирующие тела могут поступательно перемещаться по гладкой поверхности. На основе этого явления были созданы различные механизмы для перемещения сыпучих тел.

Скачать бесплатно книгу Пьезоэлектрические двигатели