CN104051607A - 一种采用市电驱动的压电陶瓷风扇 - Google Patents

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张伟东
黄玉喜
夏勇
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Abstract

本发明公开了一种采用市电驱动的压电陶瓷风扇，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，每片压电陶瓷片均设有正极和负极，且两片压电陶瓷片按照正极、负极-正极、负极方式叠加，在两片压电陶瓷片之间设复合材料层；在其中一片压电陶瓷片一端粘接金属片，另一端压电陶瓷电极与另一侧压电陶瓷表面的电极相连作为第一极，所述的复合材料层作为第二极，所述的第一极、第二极与市电直接相连。本发明不仅可降低压电陶瓷内应力，提高叶片的柔韧性，也能使得压电电扇叶片达到最佳摆幅，具有很好的弹性，达到最佳风扇效果。采用市电驱动的压电风扇，使用简便，直接接市电电源，亦可采用小型交流变压器调压使用，成本低廉。

Description

一种采用市电驱动的压电陶瓷风扇
技术领域
本发明属于压电陶瓷器件技术领域，具体涉及一种采用市电驱动的压电陶瓷风扇。
背景技术
 基于压电陶瓷材料的逆压电效应，压电陶瓷在电场的驱动下会产生偏转振动。当压电风扇组件的固有频率与驱动电源的变换频率一致时，将引发压电组件谐振，使得叶片偏转的幅度达到最大，产生高速气流，以达到通风、散热的效果。
目前，常见压电风扇大都采用直流电源驱动，由于其中一个电极需要变化电压方向，使得其驱动电源电路复杂、体积大、成本高，严重制约了压电风扇的应用推广。
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采用市电驱动的压电陶瓷风扇，使用便捷，成本低廉，有利于压电陶瓷风扇的应用推广。
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：
一种采用市电驱动的压电陶瓷风扇，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，每片压电陶瓷片均设有正极和负极，且两片压电陶瓷片按照正极、负极-正极、负极方式叠加，在两片压电陶瓷片之间设复合材料层；在其中一片压电陶瓷片一端粘接金属片，另一端压电陶瓷电极与另一侧压电陶瓷表面的电极相连作为第一极，所述的复合材料层作为第二极，所述的第一极、第二极与市电直接相连。
所述压电陶瓷片为压电常数d33介于400~850pc/N的压电陶瓷。
在所述的第一极、第二极与市电直接相连的电路上可以设有变压器调压。
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，本发明的采用市电驱动的压电陶瓷风扇，具有如下优点：
（1）采用市电驱动，无需直流驱动必须配备的驱动电源，使用便捷，成本低廉；
（2）将压电陶瓷片粘接在复合材料两侧，可降低压电陶瓷内应力。
（3）使用金属片作为风扇叶片，其材料选用优质合金材料，具有很好的弹性，使得压电风扇叶片达到最佳摆幅，以达到最佳风扇效果。
（4）采用市电驱动的压电风扇，使用简便，直接接市电电源，亦可采用小型交流变压器调压使用，成本低廉。
（5）具有很好的实用性，有利于压电风扇的应用推广。
附图说明
图1是采用市电驱动的压电陶瓷风扇的结构示意图。
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，采用市电驱动的压电陶瓷风扇，主要由2片压电陶瓷片1、复合材料层2和金属片3组成；每片压电陶瓷片的极性均为“+、-”两极，2片压电陶瓷片按照极性“+、-、+、-”叠加，在两片压电陶瓷片之间粘连在复合材料层；其中1片压电陶瓷片的一端与金属片3相连，另一端压电陶瓷电极与另一片压电陶瓷表面电极相连作为一极；复合材料层2引出一极，这两极直接与市电连接，组成一个完整压电陶瓷风扇。其中，压电陶瓷材料的压电常数d33介于400~850pc/N，复合材料层2的复合材料可以为碳纤维。
在市电下驱动，当输入电源在交流正半周时，上方的压电陶瓷受到与极化方向相同的电场，厚度方向伸长，长度方向缩短，使得叶片往上方偏移；下方的压电陶瓷受到与极化方向相反的电场，厚度方向缩短，长度方向伸长，也使得叶片也向上偏移。同样，当输入电源处于交流负半周时，上方的压电陶瓷受到与极化方向相反的电场，厚度方向缩短，长度方向伸长，使得叶片往下偏移；下方的压电陶瓷受到与极化方向相同的电场，厚度方向伸长，长度方向缩短，也使得叶片也往下偏移。这是两侧压电陶瓷同时工作的状态，可获得较大的振动偏转幅度。同时调整压电风扇组件的谐振频率与市电频率一致，可达到最佳的风扇效果。
本发明采用市电驱动，亦可使用变压器调压，只需在连接市电的电路上增设变压器，即可实现驱动电压在交流100~250 v，50Hz。
本发明采用市电驱动的压电陶瓷风扇，两侧压电陶瓷同时工作，使得叶片有较大的偏转幅度；将压电陶瓷片粘接在复合材料两侧，可以降低压电陶瓷内应力；使用优质合金金属片作为叶片，可提高叶片的弹性，也能使得压电电扇叶片达到最佳偏转幅度，以达到最佳风扇效果；同时，采用市电驱动的压电陶瓷风扇，摈弃了复杂的直流驱动电源，使得压电陶瓷风扇使用便捷，成本大幅度降低，产品大范围应用推广成为可能。

Claims (4)

1.一种采用市电驱动的压电陶瓷风扇，包括压电陶瓷片（1）、复合材料层（2）和金属片（3）；其特征在于：所述的压电陶瓷片（1）有2片，每片压电陶瓷片均设有正极和负极，且两片压电陶瓷片按照正极、负极-正极、负极方式叠加，在两片压电陶瓷片之间设复合材料层；在其中一片压电陶瓷片一端粘接金属片（3），另一端压电陶瓷电极与另一侧压电陶瓷表面的电极相连作为第一极，所述的复合材料层（2）作为第二极，所述的第一极、第二极与市电直接相连。
2.根据权利要求1所述的采用市电驱动的压电陶瓷风扇，其特征在于：所述压电陶瓷片（1）为压电常数d33介于400~850pc/N的压电陶瓷。
3.根据权利要求1所述的采用市电驱动的压电陶瓷风扇，其特征在于：在所述的第一极、第二极与市电直接相连的电路上可以设有变压器调压。
4.根据权利要求1所述的采用市电驱动的压电陶瓷风扇，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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