CN115388046A - 一种消除谐振的低噪声组合压电风扇 - Google Patents

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杜文艺
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02N2/0005—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing non-specific motion; Details common to machines covered by H02N2/02 - H02N2/16
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Abstract

本发明公开了一种消除谐振的低噪声组合压电风扇，包括底座及叶片，所述叶片设有两组；两组叶片分布在底座的两侧；卡座，所述叶片通过所述卡座设置在所述底座上；驱动电源，驱动电源输出端分别与左右两组叶片相连；驱动电源输出的正极与驱动电源输出的负极分别与左右两组叶片相连，使得两组叶片摆动相位相差180度。左右两组叶片接线按照相位相反的方法相连接，在驱动电源的激励下，叶片与底座之间的谐振会相互抵消，随着底座的谐振的减少，风扇的整体噪声也降低。

Description

一种消除谐振的低噪声组合压电风扇
技术领域
本发明涉及压电电扇技术领域，更具体的说是涉及一种消除谐振的低噪声组合压电风扇。
背景技术
压电风扇通常是由多个风扇叶片通过底座组合而成的，随着叶片增多，和叶片摆动频率的升高，采用同一个方向驱动，一组风扇上的叶片摆动方向左右一致。此时由于叶片振动方向一致，导致底座上多个叶片振动叠加，底座的振动很大，这时叶片摆动产生的噪音也非常大。使得压电风扇应用，受到很大的障碍。
发明内容
本发明提供一种消除谐振的低噪声组合压电风扇，以解决上述技术问题。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种消除谐振的低噪声组合压电风扇，包括：底座及
叶片，所述叶片设有两组；两组叶片分布在底座的两侧；
卡座，所述叶片通过所述卡座设置在所述底座上；
驱动电源，驱动电源输出端分别与左右两组叶片相连；驱动电源输出的正极与驱动电源输出的负极分别与左右两组叶片相连，使得两组叶片摆动相位相差180度。
在一些实施例中，所述叶片包括压电陶瓷片、金属放大片、高强度纤维，两片压电陶瓷片分别设置在金属放大片两侧，压电陶瓷片经过极化的两个面分为压电陶瓷片正、负两个极，压电陶瓷片正极面向外，压电陶瓷片负极面向里，压电陶瓷片的负极面与高强度纤维粘接在一起，形成以金属放大片为中心的全对称悬臂梁结构的叶片。
在一些实施例中，所述叶片通过过盈配合设置在卡座上。
在一些实施例中，所述卡座通过过盈配合设置在底座上。
在一些实施例中，所述卡座由具有弹性的高分子材料制成。
在一些实施例中，所述卡座的截面为上端大、下端小的梯形，在卡座内沿长度方向设有贯穿的空腔，所述卡座的顶部设有与所述空腔连通的用于安装叶片的限位槽。
在一些实施例中，所述卡座的下部设有过线孔，所述过线孔与所述空腔连通。
在一些实施例中，所述压电陶瓷片为压电常数d33大于750pC/N的压电陶瓷。
本申请所提供的一种消除谐振的低噪声组合压电风扇具有的有益效果包括但不限于：
（1）高分子卡座采用高分子材料，克服了金属材料隔振效果差、不绝缘、容易伤害脆性压电陶瓷片等缺点。起到了隔振、机械滤波降低噪声的作用，同时也能对暴露的陶瓷部分进行有效绝缘防护，提高环境防护等级。也能保证叶片在金属底座中能够的刚性固定。
（2）现有技术中的组合压电风扇为了防止叶片相互干涉，采用了同组叶片驱动相位相同，彼此之间的摆动均向一个方向。但带来的后果是多个叶片振动叠加，与底座的谐振大、噪声高。本申请则采用左右两组风扇叶片的组合压电风扇，左右两组叶片驱动相位相反，叶片与底座之间的谐振会相互抵消，随着底座的谐振的减少，风扇的整体噪声也降低。
（3）本申请在夹持叶片的材料和结构的设计上，巧妙地利用材料的不同，利用硬度相对软的高分子材料，实现底座和叶片之间初级机械滤波，达到一定的隔振效果。同时高分子卡座对叶片暴露的陶瓷材料起着绝缘防护作用，提高了叶片环境防护等级。配合底座的设计和底座上叶片重新排列，将原来一组风扇同相摆动的叶片，排列分成左右两组风扇摆动方向相反的叶片，在驱动电源驱动下，左右两组叶片相位相反，形成两组叶片相互对向扇，大大降低了叶片与底座之间的谐振，降低噪声的目的。
（4）消除谐振的低噪声组合压电风扇，应用面更广，市场前景更好，更容易实现大批量生产，有较高的经济效益和社会效应。
附图说明
图1是本发明的一种消除谐振的低噪声组合压电风扇的结构示意图。
图2是本发明的一种消除谐振的低噪声组合压电风扇的卡座和叶片配合示意图。
图3是本发明的一种消除谐振的低噪声组合压电风扇叶片对扇结构示意图。
图4是本发明的一种消除谐振的低噪声组合压电风扇叶片的卡座的示意图。
图中：1-金属放大片，2-高强度纤维，3-压电陶瓷片，4-卡座，5-底座，6-驱动电源。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请的优选实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
下面结合附图对本申请的实施例进行详细说明。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应作广义理解，例如，可以使固定连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或显示器不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或显示器固有的其它步骤或单元。
以下将结合图1-4，对本申请实施例所涉及的一种消除谐振的低噪声组合压电风扇进行详细说明。值得注意的是，以下实施例，仅仅用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。
一种消除谐振的低噪声组合压电风扇，包括：底座5及叶片，卡座4，驱动电源6，所述叶片设有两组；两组叶片分布在底座5的两侧；所述叶片通过所述卡座4设置在所述底座5上；所述底座5优选为金属底座或者合金底座5，强度高，便于安装和维护。
其中，所述叶片包括压电陶瓷片3、金属放大片1、高强度纤维2，两片压电陶瓷片3分别设置在金属放大片1两侧，所述压电陶瓷片3为压电常数d33大于750pC/N的高性能压电陶瓷。高强度纤维2的拉伸模量36TON-40TON。
压电陶瓷片3经过极化的两个面分为压电陶瓷片3正、负两个极，压电陶瓷片3正极面向外，压电陶瓷片3负极面向里，压电陶瓷片3的负极面与高强度纤维2粘接在一起，形成以金属放大片1为中心的全对称悬臂梁结构的叶片。然后将叶片，卡在卡座4上，最后通过过盈挤压的办法将卡座4压在底座5上。
驱动电源6输出端分别与左右两组叶片相连；驱动电源6输出的正极与驱动电源6输出的负极分别与左右两组叶片相连，其中一组叶片上的陶瓷片正极接驱动电源输出的正极，另一组叶片上的陶瓷片正极接驱动电源的负极，驱动电源地线与叶片的地线相连，使得叶片摆动相位相差180度。在驱动电源6驱动下，两组驱动相位相反（相位相差180度），达到振动相互抵消，降低底座5谐振，实现压电风扇低振动和低噪声的目的。
左右两组叶片，分别采取不同相位的接线方式，在驱动电源6驱动下，两组驱动相位相反，相位相差180度，达到振动相互抵消，降低安装金属底座谐振，实现压电风扇低振动和低噪声的目的。
压电陶瓷粘贴在金属放大片1的高强度纤维2上，在驱动电源6的驱动下，使得压电陶瓷片3的微小振动，通过金属放大片1对陶瓷振动的进行放大，金属放大片1形成了像蒲扇一样产生较大幅度的摆动，达到扰动热源周围空气，形成冷热空气交换，达到散热的目的。
为了达到进一步的降低噪声的效果，卡座4由具有弹性的高分子材料制成，如塑胶、尼龙、塑料等。卡座4的结构也做了创新，所述卡座4的截面为上端大、下端小的梯形，在卡座4内沿长度方向设有贯穿的空腔，空腔用于后期灌胶使用，灌胶后，灌胶也会吸收一部分低频振动。所述卡座4的顶部设有与所述空腔连通的用于安装叶片的限位槽。在卡座4材料上选择具有一定弹性的高分子材料，利用卡座4材料的弹性，通过机械滤波吸收一部分低频振动；其次在卡座4结构设计上，设计成一个上端大，下端小，中间镂空的微弹簧结构，最大限度地吸收来自叶片的振动，降低金属底座的谐振；起到一定的减振、降噪的效果。
在一些实施例中，所述卡座4的下部设有过线孔，所述过线孔与所述空腔连通。不仅可以起到过线的作用，还能增强微弹簧结构效果。
在一些实施例中，所述压电陶瓷片3为压电常数d33大于750PC/N的压电陶瓷。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种消除谐振的低噪声组合压电风扇，其特征在于，包括：底座及叶片，所述叶片设有两组；两组叶片分布在底座的左右两侧；卡座，所述叶片通过所述卡座设置在所述底座上；驱动电源，驱动电源输出端分别与左右两组叶片相连；驱动电源输出的正极与驱动电源输出的负极分别与左右两组叶片相连，使得两组叶片摆动相位相差180度。
2.根据权利要求1所述的一种消除谐振的低噪声组合压电风扇，其特征在于，所述叶片包括压电陶瓷片、金属放大片、高强度纤维，两片压电陶瓷片分别设置在金属放大片两侧，压电陶瓷片经过极化的两个面分为压电陶瓷片正、负两个极，压电陶瓷片正极面向外，压电陶瓷片负极面向里，压电陶瓷片的负极面与高强度纤维粘接在一起，形成以金属放大片为中心的全对称悬臂梁结构的叶片。
3.根据权利要求1所述的一种消除谐振的低噪声组合压电风扇，其特征在于，所述叶片通过过盈配合设置在卡座上。
4.根据权利要求3所述的一种消除谐振的低噪声组合压电风扇，其特征在于，所述卡座通过过盈配合设置在底座上。
5.根据权利要求1-4任一所述的一种消除谐振的低噪声组合压电风扇，其特征在于，所述卡座由具有弹性的高分子材料制成。
6.根据权利要求5所述的一种消除谐振的低噪声组合压电风扇，其特征在于，所述卡座的截面为上端大、下端小的梯形，在卡座内沿长度方向设有贯穿的空腔，所述卡座的顶部设有与所述空腔连通的用于安装叶片的限位槽。
7.根据权利要求6所述的一种消除谐振的低噪声组合压电风扇，其特征在于，所述卡座的下部设有过线孔，所述过线孔与所述空腔连通。
8.根据权利要求2所述的一种消除谐振的低噪声组合压电风扇，其特征在于，所述压电陶瓷片为压电常数d33大于750pC/N的压电陶瓷。
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