Лекция 6.1. Общие сведения о пьезоэлектрических механизмах

Пьезоэлектрический исполнительный механизм состоит из пьезодвигателя и высокочастотного электрического источника питания. Пьезодвигателями называются электрические двигатели, в которых перемещение осуществляется за счет пьезоэлектрического эффекта в керамических сегнетодиэлектриках. Керамический пьезоэлемент двигателя служит преобразователем электрических колебаний в механические (вибратором или осциллятором). Максимум преобразования электрической мощности в механическую достигается при резонансной частоте преобразователя, значение которой определяется в первую очередь геометрическими размерами вибратора. Синтез требуемого вибрационного поля осуществляется за счет формы преобразователя и геометрии возбуждающих зон (электродов). Амплитуды колебаний весьма малы – порядка 1-10мкм, а частоты колебаний лежат в диапазоне от 20кГц до 5МГц.

Классификация основных типов пьезоэлектрических двигателей приведена на рис.6.1

Рисунок 6.1

Пьезодвигатели относятся к нетрадиционным двигателям нового типа, они простые в изготовлении и быстродействующие. Мощность выпускаемых в настоящее время пьезоэлектрических двигателей не превышает десятков ватт. Поэтому в дальнейшем речь будет идти только о пьезоэлектрических микродвигателях. Пьезоэлектрические двигатели бывают вращающимися и линейными, непрерывного движения и шаговыми; особую группу составляют двигатели микроперемещений.