SU635537A1 - Piezoelectric motor - Google Patents

Piezoelectric motor

Info

Publication number
SU635537A1
SU635537A1 SU772487925A SU2487925A SU635537A1 SU 635537 A1 SU635537 A1 SU 635537A1 SU 772487925 A SU772487925 A SU 772487925A SU 2487925 A SU2487925 A SU 2487925A SU 635537 A1 SU635537 A1 SU 635537A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
force
rotor
piezoelectric
engine
resonator
Prior art date
Application number
SU772487925A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Георгий Тимофеевич Левченко
Алексей Алексеевич През
Original Assignee
Киевский Ордена Ленина Политехнический Институт Им.50-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Киевский Ордена Ленина Политехнический Институт Им.50-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции filed Critical Киевский Ордена Ленина Политехнический Институт Им.50-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции
Priority to SU772487925A priority Critical patent/SU635537A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU635537A1 publication Critical patent/SU635537A1/en

Links

Landscapes

  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Description

Изо бретенле относитс  к пьезоэлектрнческим двигател м и может быть использогва .но в цеп х автоматики в качестве двигател  исполнительных механиз.мов, а также IB бытовых приборах широкого назначени . Of the brentenle, it refers to piezoelectric motors and can be used in automation circuits as the engine of actuating mechanisms, as well as IB general-purpose household appliances.

Р1звестпы пьезоэлектрические дв)1гатели различных конструкций, в которых электрический сигнал, подводимый к пьезоэлементу статора, возбуждает Б нем механические колебани , которые через механизм ко такта пьезоэлемента с ротором передаютс  последнему и привод т его во вращение 1.Piezo piezoelectric engines of various designs, in which an electrical signal applied to the stator piezoelectric element, excites mechanical oscillations in it, which are transmitted to the latter through the mechanism of the piezoelectric tact with the rotor 1.

Система контакта .пьезоэлемента к рото1ру , осуществленна  в известны.х двигател х, вызывает скольжение механического контакта по поверхности ротора в .момент возератного перемещени  конца пьезоэлемента при значительном прижимающем усил П1 , что сопровождаетс  потер ми на треНЛе и приводит к снижению моторесурса и КПД двигател .,;The contact system of the piezoelectric element to the rotor, made in well-known engines, causes sliding of the mechanical contact across the rotor surface at the time of the displacement of the end of the piezoelectric element with significant clamping force P1, which is accompanied by losses on the drive line and results in reduced engine life and engine efficiency. ,;

Известен пьезоэлектрический двигатель, содержащий ротор и статор в ВПДе . п.ьезоэлектрической пластины, иодключенной к источнику питали  и пр-ижатой одни.м своим iKOHUOM к ротору посредством пружи.ны 2.A piezoelectric motor is known, comprising a rotor and a stator in the HVA. A piezoelectric plate connected to the source was fed and secured by one m. of its iKOHUOM to the rotor by means of a spring. 2.

Цел ми изобретени   вл ютс  увеличе ,Н|Ие моторесурса, рабочего момента и иовышени  КПД двигател .The objectives of the invention are to increase, H | Ie, the lifespan, the working moment and the increase in engine efficiency.

Поставленные цели достигаютс  тем, чтоThe goals are achieved by the fact that

пруж;1на соединена с упом н тым концом пластины через механ-ическпй резонатор, «зпример полый цилиндр, настроенный на обертон частоты источника питани , причем угол .между осью резонатора и плоскостью пьезоэлектрической пластичны больше 90 градусов.spring is connected to the plate end through a mechanical resonator, for example, a hollow cylinder tuned to an overtone of the frequency of the power supply, the angle between the axis of the resonator and the piezoelectric plastic plane greater than 90 degrees.

На фиг. 1 схематически показаи предлагаемый двигатель; на фиг. 2 - векторна  д.; аграмма, по сн юща  его работу.FIG. 1 shows schematically the proposed engine; in fig. 2 - vector d .; The grammar that explains his work.

Пьезоэлектрический двигатель состо.ит 13 статора / и ротора 2, к которому пьезоэлемент 3 статора пр)1жат пружиной 4 через настроенный акхстический резонатор 5 The piezoelectric motor consists of 13 stator / and rotor 2, to which the piezoelectric element 3 of the stator, pr) 1, is pressed by the spring 4 through a tuned auxiliary acoustic resonator 5

5 в виде цилиндра с резонансом на одном из оберто-нов частоты источника ииташ1 . Одwi ..M концом пьезоэлемент 3 закреплен в статоре 1 через эластичную, например .из рези.ны. прокладку 6, а другим опираетс  5 in the form of a cylinder with a resonance on one of the Oberthans of the frequency of the source and itash1. One w.M end of the piezoelectric element 3 is fixed in the stator 1 through an elastic, for example. Of rubber. gasket 6, while others rest

0 через наконечник 7 .на ротор. Напр желие П11тан;1  подано .на электроды 8 п 9 пьезоэлемента .0 through tip 7. on the rotor. The voltage is P11tan; 1 is applied to the electrodes 8 and 9 of the piezoelectric element.

. Дл  по снени  работы устрой.ства рассмотрим силы, зоз.никающие при работе пьезоэлектрического двигател . К на.конеч5 . н.}1ку через резонатор 5 (.на фиг. 2 не показан ) пр 1ложена посто и.на  сила ОС пружины 4, вызвавша  реакцию опоры пьезоэлемента OL и их равнодействующую F, . In order to clarify the operation of the device, let us consider the forces that appear during the operation of a piezoelectric engine. By the end5. n.} 1ku through the resonator 5 (. not shown in fig. 2) right there is a constant constant force on the spring OS 4, which caused the reaction of the support of the piezoelectric element OL and their resultant F,

0 лежащую в пределах угла трени  ртр, равного по определейию |i,p arctg /Стр (К-гр - коэффициент тренн  между .нако:нечн ,иком 7 и .поверхлостью ротора 2). Б отсутствие резонатора на .ротор зоздействует вращающа  сила FZ и противодейстзующа  сила трени  F. В лредложенной ко,нструкЦ:ии действует вращающа  сила F, а .противодействует сила трени  F.0 lying within the friction angle ptr, equal by definition | i, p arctg / Page (К-г - coefficient of trenn between. However: not true, 7 and. The surface of the rotor 2). The absence of a resonator on the rotor is caused by the rotational force FZ and the anti-acting force of friction F. In the proposed co-operation, the operating force F is rotated, and the resistance is exercised by the friction force F.

Льезоэлектрический двигатель работает следующем образом.Lozoelectric engine works as follows.

Под вли нием лосто кной ир ижимающей силы ОС возникает реакци  в опоре пьезоэлемента OL, котора  склады.ва еь с силой ОС вызывает дормальную к поверхности ротора силу прижати  FI. Сила F складываетс  векторно с сплои f, возникшей при подключении электрического питани  к пьезоэлементу 3 и поэтому направленной вдоль его плоскости. В известном двигателе, то есть в отсутствие резонатора 5, конец этой результирующей силы 1перемещаетс  с изменением переменной силы F по пр мой DE, создава  максимальную вращающую силу FZ в точке , а в следующий полупериод - торможепие силой трени  РЗ в точке D. Размах качани  конца результирующей силы DE выбран так, что в момент соверщепп  полезной работы конец результирующей силы находитс  в пределах угла трени  ртр (точка Е), и наконечник 7 движетс  вместе с поверхностью ротора 2, толка  его. В следующий полупериод , когда конец результирующей силы вне угла трени  ( Ь) наконечник 7 скольз.ит 1ПО по,верх:ности ротора и за счет трени  тормозит его силой трени  FZ. В .пьезоэлектрическом двигателе пр:ИЖ :мающа  пружина 4 воздействует ка наконечник 7 под тупым углом ее к ПЛОСКОСТИUnder the influence of the posterior ir squeezing force of the OS, a reaction occurs in the support of the piezoelectric element OL, which causes the pressing force FI to be dormal to the rotor surface. The force F is collapsed vectorially with the splash f, which arises when the electrical supply is connected to piezoelectric element 3 and therefore directed along its plane. In the known engine, i.e., in the absence of a resonator 5, the end of this resultant force 1 moves with a change in variable force F in direct DE, creating the maximum rotational force FZ at the point, and in the next half-period - braking by force of friction RP at point D. Swing end The resultant force DE is chosen so that at the time of the useful work, the end of the resultant force is within the friction angle ptr (point E), and the tip 7 moves along with the surface of the rotor 2, its sense. In the next half-period, when the end of the resultant force is outside the friction angle (b), the tip 7 slides 1PO across, the top: of the rotor and due to the friction inhibits its friction force FZ. In a piezo-electric motor pr: IZH: the pressing spring 4 acts on tip 7 at an obtuse angle to the PLANE

пьезоэлемента 3, поэтому часть -развиваамого иьезоэЛементОМ усили  FS (f 6 а) используетс  -на раскачку резонатор-а 5, обладающего ВЫСОКОЙ добротностью и ласт роен .ного так, чтОбы его акустическое сопротивление со cTOpOiHbi нако.нечлика 7 на частоте возбул дени  было макси.мально. Вследствие этого увел.ичиваетс  -крутдзна линии перемещени  колца результирующей силы до положени  МЛ , почти периекдикул рлопо линии действи  пружины 4 ОС (при добротности резонатора, равной бесконечности , MN перпендикул рна ОС). Как видно из фиг. 2, изменение крутизнь; перемещени  коида результирующей силы .в предложен.ном дви.гателе позвол ет уве..тичпть размах ее ..и  до такого, описываемого линией MN, .положени , что противодействующей силой трени  (аила fs)of the piezoelectric element 3, therefore, the part of the developed and nozoElement FS force (f 6 a) is used — on the buildup of the resonator 5, which has HIGH Q-factor and rotor band, so that its acoustic impedance with cTOpOiHbi on the slash 7 at the excitation frequency was max much As a result, the torsional line of movement of the ring of the resulting force is increased to the position of the ML, almost pericidal of the action line of the spring 4 OS (when the quality factor of the resonator is equal to infinity, MN is perpendicular to the OS). As can be seen from FIG. 2, change the slope; the movement of the coida of the resultant force. in the proposed motor driver allows an increase in its reach .. and to such an extent described by the MN line, a position that the opposing force of friction (ail fs)

можно пренебречь, И в то же (Врем  возрастает вращающа.  сила (сила F). Таким образам, пр,ИМгененле резонатора 5. «астрое , на один 1ИЗ обертонов частоты источника интанп , а соответствующий колебаан м резоиатора с узлом колебательных скоростей на его конце, примыкающе.м к 1накои€чи.ику 7, позвол ет увеличить вращающий момент как за счет увеличени  вращающей силы F, так и уменьшени  силы трени  /-э, а также, сократив потери -на трение, увеличить КПД и моторесурс пьезоэлектрического двигател .can be neglected, and at the same time (the time increases the rotational force (force F). Thus, pr, IMgenenle resonator 5. “astroe, for one IPR of overtones of the frequency of the source intanp, and the corresponding oscillator m of the resonator adjoining to 1CONI.I. 7, allows to increase the torque both by increasing the rotational force F, and by reducing the friction force / -e, as well as reducing friction losses, increase the efficiency and motor life of the piezoelectric engine.

Пьезоэлемент 3 .двигател  изготовл ют в виде пр моугольной пластины, наиример , из титанат-цирконат-свинцовой керамики ПКД-124. На главные поверхности пластины нанос т металлические .электроды, например. вжитан:пем металлизирующей пасты и затем иол ризуют в .поле 30 кВгсм при температуре 110 С. Пзносостойкий наконечник 7, ваирпмер, из алунда 22ХС. приклеивают, например, эиоксидной смолой. Ротор изготовл ют из высокоуглеродистой стали или металлокерамичсского силава, например ВК8.The piezoelectric element 3 of the motor is made in the form of a rectangular plate, for example, from the titanate-zirconate-lead ceramics PKD-124. Metal electrodes are deposited on the main surfaces of the plate, for example. Vzhitan: the letter of metallizing paste and then icolize in a field of 30 kVgsm at a temperature of 110 C. Permanently resistant tip 7, wahrmer, from alundum 22ХС. glued, for example, with eioxide resin. The rotor is made of high carbon steel or cermet silve, for example BK8.

Опыт показывает, что предлагаемый пьезоэлектрический двигатель обладает более чем в два раза увеличенным моментом на валу ротора при то-м же и апр желии питани  КПД двигател  до 60%, что в полтора раза выше чем известного устройства. Моторесурс двитател  возрастает в 3 раза.Experience shows that the proposed piezoelectric engine has more than twice the increased torque on the rotor shaft at the same and April power supply efficiency of the engine up to 60%, which is one and a half times higher than the known device. Motorcycle dvitatel increases 3 times.

Claims (1)

1. Авторское Свидетельство .Y 217509, кл. Н 02 NM1/00, 1965.1. Copyright Certificate. Y 217509, cl. H 02 NM1 / 00, 1965. i2. Гульт ева Л. Г., Орез А. А. Пьезоэлектрический двигатель с возбуждвш1еи ка .резонансе, Вестних КПИ, X 14. 1977.i2. Gulta L. G., Orez A. A. The Piezoelectric Motor with Exciting Resonance, Vestny KPI, X 14. 1977.
SU772487925A 1977-05-19 1977-05-19 Piezoelectric motor SU635537A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU772487925A SU635537A1 (en) 1977-05-19 1977-05-19 Piezoelectric motor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU772487925A SU635537A1 (en) 1977-05-19 1977-05-19 Piezoelectric motor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU635537A1 true SU635537A1 (en) 1978-11-30

Family

ID=20709792

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU772487925A SU635537A1 (en) 1977-05-19 1977-05-19 Piezoelectric motor

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU635537A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4485286A (en) * 1982-04-12 1984-11-27 Inoue-Japax Research Incorporated Multi-vibrator head EDM method and apparatus

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4485286A (en) * 1982-04-12 1984-11-27 Inoue-Japax Research Incorporated Multi-vibrator head EDM method and apparatus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5872418A (en) Piezoelectric motor
US4400641A (en) Piezoelectric motor with two part rotor
JPH0332374A (en) Ultrasonic motor
SU573828A1 (en) Piezoelectric motor
SU635537A1 (en) Piezoelectric motor
US7218031B2 (en) Method for operating a piezoelectric motor, and piezoelectric motor comprising a stator in the form of a hollow-cylindrical oscillator
JPWO2018003985A1 (en) Vibration wave motor and optical equipment
JPS631379A (en) Driving circuit for ultrasonic motor
JPS6130972A (en) Supersonic motor device
WO2002013365A1 (en) Piezoelectric motor
JPS62126874A (en) Ultrasonic vibrator and drive controlling method thereof
JPS59185178A (en) Vibration type motor and its driving method
SU646393A1 (en) Piezoelectric vibromotor
SU625273A1 (en) Vibromotor
SU483061A1 (en) Piezoelectric motor with passive rotor
SU1376200A1 (en) Vibration motor
SU632014A1 (en) Vibromotor
SU765910A1 (en) Vibromotor
SU748583A1 (en) Vibromotor
SU968869A1 (en) Vibromotor
SU803048A1 (en) Vibromotor
SU665351A1 (en) Vibromotor
SU1023456A1 (en) Piezoelectric motor
SU1206837A1 (en) Drive for tape transport
SU995161A1 (en) Piezoelectric vibromotor