CN103580536B - 一种双体交替工作压电电扇 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双体交替工作压电电扇，包括压电陶瓷片、复合材料层和金属片；所述的压电陶瓷片有2片，一片极化方向为正，另一片极化方向为负，分别粘连在复合材料层的对应两面上；所述压电陶瓷片的一端与金属片相连，另一端与电极相连，其中的一片与负极相连，另一片与正极相连。本发明的双体交替工作压电电扇，采用双体交替工作，使得压电陶瓷有一半时间可以休息，减少压电陶瓷的过度疲劳，大大提高其工作寿命；将压电陶瓷片粘接在复合材料两侧，不仅可降低压电陶瓷内应力，提高叶片的柔韧性，也能使得压电电扇风达到最佳摆幅，保证风扇的最佳效果；使用金属片作为金属放大器，其材料选用优质合金材料，具有很好的弹性，达到最佳风扇效果。

Description

一种双体交替工作压电电扇
技术领域
本发明属于电扇技术领域，具体涉及一种双体交替工作压电电扇。
背景技术
目前，压电电扇主要结构部件是由压电风扇叶片和压电风扇电源驱动两大部分组成，其工作原理是压电陶瓷在电场的作用下，利用压电陶瓷独有的压电特性，也就是利用压电陶瓷的逆压电效应，在通电的情况下，压电陶瓷会产生振动和位移，并通过机械传动，最终达到风向稳定、高速、能够长期工作的好的降温效果。现有的风扇叶片由陶瓷片粘接而成，并用交流电来驱动，长期在达到压电陶瓷片共振点下工作，压电陶瓷非常疲劳，很容易产生碎裂，寿命非常短，还不能完全满足使用需求。
发明内容
发明目的：针对现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种双体交替工作压电电扇，以期减少压电陶瓷的过度疲劳，大大提高其工作寿命。
技术方案：为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
一种双体交替工作压电电扇，包括压电陶瓷片、复合材料层和金属片；所述的压电陶瓷片有2片，一片极化方向为正，另一片极化方向为负，分别粘连在复合材料层的对应两面上；所述压电陶瓷片的一端与金属片相连，另一端与电极相连；所述2片压电陶瓷片中的一片与负极相连，另一片与正极相连；所述的复合材料层与中间电极相连。
所述压电陶瓷片（1）为压电常数d33大于750的压电陶瓷。
所述的中间电极是可切换正极或负极的控制极。
所述金属片粘接在压电陶瓷的自由端。
有益效果：与现有技术相比，本发明的双体交替工作压电电扇，具有如下优点：
（1）采用双体交替工作，使得压电陶瓷有一半时间可以休息，减少压电陶瓷的过度疲劳，大大提高其工作寿命；
（2）将压电陶瓷片粘接在复合材料两侧，不仅可降低压电陶瓷内应力，提高叶片的柔韧性，也能使得压电电扇风达到最佳摆幅，保证风扇的最佳效果；
（3）使用金属片作为金属放大器，其材料选用优质合金材料，具有很好的弹性，达到最佳风扇效果。
（4）具有很好的实用性，能产生较好的经济效益和社会效应。
附图说明
图1是双体交替工作压电电扇的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体附图进一步阐明本发明，本具体实施方式在以本发明技术方案为前提下进行实施，应理解这些方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
如图1所示，双体交替工作压电电扇，包括两片压电陶瓷片1、复合材料层2和金属片3；两片压电陶瓷片1中的一片极化方向为正，另一片极化方向为负，分别粘连在复合材料层的对应两面上；压电陶瓷片1的一端与金属片3相连，另一端与电极相连，其中的一片与负极相连，另一片与正极相连，复合材料层2与中间电极相连，该中间电极是可切换正极或负极的控制极，组成一个完整压电陶瓷风扇叶片。
该双体交替工作压电电扇，风扇叶片是由两片双体压电陶瓷1构成，复合材料层2（该复合材料可以为碳纤维）的一侧粘接极化方向为正的高压电常数（d33大于750）压电陶瓷，另一侧粘接极化方向为负的高压电常数（d33大于750）压电陶瓷，双体交替压电电扇形成三层结构。风扇叶片上方的电极电压是0伏，中间的电极是0/V变换的控制极，下方的电极电压是V伏。工作时是利用压电陶瓷的逆压电效应，当给双体交替压电电扇控制极加上直流电压V伏时，上方的压电陶瓷产生0伏和V伏的电压差，在电场作用下，通过压电陶瓷的逆压电效应，上方的压电陶瓷会延伸形变，由于压电陶瓷两端的一端被固定，压电陶瓷的另一端自由端就会向上偏转。另一侧下方的压电陶瓷两端电极的电压分别是V伏和V伏等电位处于休息状态，这一侧压电陶瓷和上方的压电陶瓷粘在同一片复合材料上，它也会随通电的压电陶瓷向相同的一个方向向上偏转。当给双体交替压电电扇控制极加上直流电压0伏时，风扇叶片偏转方向刚好相反，向下偏转。此时下方的压电陶瓷电极两端电压分别是0伏和V伏电压差，同样在电场的作用下，通过压电陶瓷的逆压电效应，下方的压电陶瓷产生延伸变形，压电陶瓷的两端的一端被固定，压电陶瓷的另一端自由端就会向下偏转。而此时上方的压电陶瓷电极两端的电压分别为0伏和0伏等电位处于休息状态，这一侧压电陶瓷粘在同一片复合材料上，它也随通电的压电陶瓷向同一个方向向下偏转。所以调整压电电扇的控制极0和V的变换速度，可以控制压电陶瓷叶片偏转速度；控制供电电压，可以控制叶片偏转的幅度。要达到最佳的风扇效果，选择压电陶瓷尺寸大小和金属放大器尺寸相结合，在压电陶瓷最佳共振频率点，风扇的效果也为最佳。
本发明的双体交替工作压电电扇，采用双体交替工作，使得压电陶瓷有一半时间可以休息，减少压电陶瓷的过度疲劳，大大提高其工作寿命；将压电陶瓷片粘接在复合材料两侧，不仅可降低压电陶瓷内应力，提高叶片的柔韧性，也能使得压电电扇风达到最佳摆幅，保证风扇的最佳效果；使用金属片作为金属放大器，其材料选用优质合金材料，具有很好的弹性，达到最佳风扇效果。

Claims (2)

1.一种双体交替工作压电电扇，其特征在于：包括压电陶瓷片(1)、复合材料层(2)和金属片(3)；所述的压电陶瓷片(1)有2片，一片极化方向为正，另一片极化方向为负，分别粘连在复合材料层(2)的对应两面上；所述压电陶瓷片(1)的一端与金属片(3)相连，另一端与电极相连；所述2片压电陶瓷片(1)中的一片与负极相连，另一片与正极相连；所述的复合材料层(2)与中间电极相连；所述压电陶瓷片(1)为压电常数d33大于750的压电陶瓷；所述的中间电极是可切换正极或负极的控制极。
2.根据权利要求1所述的双体交替工作压电电扇，其特征在于：所述金属片(3)粘接在压电陶瓷(1)的自由端。
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