CN204928623U - 一种多层压电陶瓷片同时工作的压电风扇 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多层压电陶瓷片同时工作的压电风扇，包括压电陶瓷片、复合材料层和安装底座；所述的压电陶瓷片有3片以上，每片压电陶瓷片的上下面分别极化成正负极，各片压电陶瓷片依次叠加连接，相邻两片的压电陶瓷片的接触面极性相同，在极性相同的接触面之间设电极引出导体，电极引出导体与导线相连；在其中一个极性相同的接触面之间设复合材料层取代电极引出导体。本实用新型采用多片压电陶瓷片组合，复合材料层或金属片两侧的压电材料交替工作，可获得较大的偏转幅度，并且直流驱动电压方向与压电陶瓷材料的极性保持一致，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，保证压电风扇的最佳效果。

Description

一种多层压电陶瓷片同时工作的压电风扇

技术领域

本发明属于电扇技术领域，具体涉及一种多层压电陶瓷片同时工作的压电风扇。

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偏转，并通过机械放大，达到风向稳定、高速、长寿命的风扇效果。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。也有一部分采用压电双晶片形式，增加金属叶片来作为位移放大，两侧压电片交替工作，但只有单层压电陶瓷片分别工作，偏转位移幅度小，风量偏小。

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多层压电陶瓷片同时工作的压电风扇，两侧的多片压电陶瓷片同时工作，且驱动电压与压电材料的极化方向相同，大幅提高风扇组件的偏转幅度，减少压电陶瓷的过度疲劳，并提高工作寿命。

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：

一种多层压电陶瓷片同时工作的压电风扇，包括压电陶瓷片、复合材料层和安装底座；所述的压电陶瓷片有3片以上，每片压电陶瓷片的上下面分别极化成正负极，各片压电陶瓷片依次叠加连接，相邻两片的压电陶瓷片的接触面极性相同，在极性相同的接触面之间设电极引出导体，电极引出导体与导线相连；在其中一个极性相同的接触面之间设复合材料层取代电极引出导体。

位于复合材料层两侧的压电陶瓷片数量相同或不相同。

复合材料层设在两个均为正极的压电陶瓷片接触面之间，复合材料层接地，复合材料层的自由端延伸成风扇的叶片。

复合材料层设在两个均为负极的压电陶瓷片接触面之间，复合材料层接电源正极，在复合材料层的自由端设风扇叶片。

有益效果：与现有技术相比，本实用新型的多层压电陶瓷片同时工作的压电风扇，具有优点：1）采用多层压电陶瓷片同时工作，大幅提高风扇的偏转幅度，提高风扇的风量；2）采用两侧压电陶瓷分别交替工作，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；3）将压电陶瓷片粘接在复合材料两侧，降低压电陶瓷内应力；4）使用中间复合材料或金属片。并延伸作为风扇叶片；简化工艺操作；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是多层压电陶瓷片同时工作的压电风扇的结构示意图；

图2是第一种多层压电陶瓷片同时工作的压电风扇的驱动方式示意图；

图3是第二种多层压电陶瓷片同时工作的压电风扇的驱动方式示意图；

图4是多层压电陶瓷片同时工作的压电风扇的多片扩展示意图。

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和图4，多层压电陶瓷片同时工作的压电风扇，包括压电陶瓷片1、复合材料层2和安装底座3；压电陶瓷片1有3片以上，每片压电陶瓷片的上下面分别极化成正负极，各片压电陶瓷片依次叠加连接，相邻两片的压电陶瓷片的接触面极性相同，在极性相同的接触面之间设电极引出导体4，电极引出导体4与导线5相连；在其中一个极性相同的接触面之间设复合材料层2取代电极引出导体4。位于复合材料层2两侧的压电陶瓷片1的数量可以相同也可以不相同。当复合材料层1设在两个均为正极的压电陶瓷片接触面之间，复合材料层接地，复合材料层的自由端延伸成风扇的叶片，此时复合材料层可以直接采用金属片。当复合材料层设在两个均为负极的压电陶瓷片接触面之间，复合材料层接电源正极，在复合材料层的自由端设风扇叶片。

多层压电陶瓷片同时工作的压电风扇，以每侧两片压电陶瓷为例（但不限于两片），如图2所示，左侧两片压电陶瓷极性按照“—、+、+、—”排列，“+”电极用导体引出作为一个控制极，外侧负极与中间复合材料层连接，并接地。右侧两片压电陶瓷极性也按照“—、+、+、—”排列，“+”电极用导体引出作为另一个控制极，外侧负极与中间复合材料层连接，并接地。当左侧压电陶瓷正极引出导体接电源V时（右侧压电陶瓷正极此时为0）压电陶瓷受到正向电压，在电场的作用下，压电材料厚度方向伸长，径向收缩，由于压电材料一侧粘接在中间复合材料层上限制了收缩，压电材料只能往左侧弯曲。当右侧压电陶瓷正极引出导体接电源V时（左侧压电陶瓷正极此时为0），压电陶瓷受到正向电压，在电场的作用下，压电材料厚度方向伸长，径向收缩，由于压电材料一侧粘接在中间复合材料层上限制了收缩，压电材料只能往右侧弯曲。控制电源变化频率，压电片就会左右往复偏转，当电源控制频率与压电组件的谐振频率一致时，偏转幅度可以达到最大值。在压电陶瓷最佳共振频率点，风扇的效果也为最佳。

改变压电陶瓷极性排列规则，如图3所示，两侧两片压电陶瓷安照“+、—、—、+”排列。负极电极用电极导体引出作为控制极，中间电极接V，两个负极分别交替接0/v，原理同上述相同，压电材料同样往复偏转。

本发明的多层压电陶瓷片同时工作的压电风扇，每片压电陶瓷片的正极与相邻的另一片正极粘接，并将正极间的电极引出，压电陶瓷片的负极与相邻的另一片陶瓷片的负极粘接，并将负极间的电极引出，复合材料层两侧的压电陶瓷片引出的正极、负极分别合并连接，其中负极（或正极）与中间复合材料层连接，封装在底座内，形成悬臂梁结构，在电源驱动下可以往复偏转，形成压电风扇。本发明的多层压电陶瓷片同时工作的压电风扇，采用多片压电陶瓷片组合，复合材料层或金属片两侧的压电材料交替工作，可获得较大的偏转幅度，并且直流驱动电压方向与压电陶瓷材料的极性保持一致，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；当驱动电源的输出变换频率与压电组件自身的谐振频率一致时，就能使得压电电扇风达到最大摆幅，保证压电风扇的最佳效果。

Claims (5)

1.一种多层压电陶瓷片同时工作的压电风扇，包括压电陶瓷片（1）、复合材料层（2）和安装底座（3）；其特征在于：所述的压电陶瓷片（1）有3片以上，每片压电陶瓷片（1）的上下面分别极化成正负极，各片压电陶瓷片（1）依次叠加连接，相邻两片的压电陶瓷片（1）的接触面极性相同，在极性相同的接触面之间设电极引出导体（4），电极引出导体（4）与导线（5）相连；在其中一个极性相同的接触面之间设复合材料层（2）取代电极引出导体（4）。

2.根据权利要求1所述的多层压电陶瓷片同时工作的压电风扇，其特征在于：位于复合材料层（2）两侧的压电陶瓷片（1）数量相同。

3.根据权利要求1所述的多层压电陶瓷片同时工作的压电风扇，其特征在于：位于复合材料层（2）两侧的压电陶瓷片（1）数量不相同。

4.根据权利要求1所述的多层压电陶瓷片同时工作的压电风扇，其特征在于：复合材料层（2）设在两个均为正极的压电陶瓷片（1）接触面之间，复合材料层（2）接地，复合材料层（2）的自由端延伸成风扇的叶片。

5.根据权利要求1所述的多层压电陶瓷片同时工作的压电风扇，其特征在于：复合材料层（2）设在两个均为负极的压电陶瓷片（1）接触面之间，复合材料层（2）接电源正极，在复合材料层（2）的自由端设风扇叶片。