Bên trong một động cơ áp điện trượt. Hai tinh thể áp điện có thể nhìn thấy được cung cấp mô men cơ.

Động cơ áp điện hay động cơ piezo, piezo motor là loại động cơ điện hoạt động dựa trên hiệu ứng áp điện, trong đó khi có điện trường đặt lên khối vật liệu áp điện sẽ làm thay đổi hình dạng của khối đó, tạo ra cơ năng [1].

Động cơ điện áp sử dụng hiệu ứng điện áp xoay quanh, theo đó vật liệu tạo ra các dao động âm thanh hoặc siêu âm và được chuyển thành chuyển động tuyến tính hoặc quay. Trong một cơ chế, sự kéo dài trên một mặt phẳng được sử dụng để tạo ra một loạt các đoạn kéo và giữ vị trí, tương tự như cách mà con sâu bướm di chuyển [2].

Ưu điểm của động cơ áp điện là kích thước nhỏ, có tỷ số công suất trên khối lượng rất cao, lực giữ trong trạng thái OFF cao, hoạt động không cần từ trường, và làm việc được trong chân không. Nó được ứng dụng trong các thiết bị điện tử thông dụng và trong nghiên cứu vũ trụ.[2][3]

Bộ thiết bị truyền động trượt.

Các thiết kế hiện tạiSửa đổi

Kiểu kỹ thuật thứ nhất sử dụng gốm áp điện để đẩy một stator. Các động cơ áp điện này sử dụng ba nhóm tinh thể - hai để khóa, và một động cơ liên kết thường trực với vỏ của động cơ hoặc stator (nhưng không phải cả hai). Nhóm động cơ, kẹp giữa hai phần kia, cung cấp chuyển động. Các động cơ áp điện này là động cơ bước cơ bản, với mỗi bước bao gồm hai hoặc ba hành động, dựa trên kiểu khóa. Các động cơ này còn được gọi là động cơ sâu đo (inchworm). Cơ chế khác sử dụng sóng âm bề mặt (SAW, surface acoustic waves) để tạo chuyển động tuyến tính hoặc xoay.

Loại động cơ thứ hai, động cơ khúc khuỷu, sử dụng các bộ phận áp điện trực giao với một đai ốc. Rung động siêu âm của nó làm xoay một vít dẫn trung tâm. Đây là cơ chế truyền động trực tiếp.

Cơ chế khóaSửa đổi

Trạng thái ban đầu của đông cơ, tức là khi không được cấp điện, là lựa chọn một trong hai dạng chốt: thường khóa hoặc thường mở.

Khi không cấp nguồn điện, ở động cơ "thường khóa" thì trục chính hoặc bánh xe không di chuyển dưới tác động lực bên ngoài.

Nếu cấp nguồn điện khi nghỉ, động cơ "thường mở" sẽ chống lại lực bên ngoài mà không cung cấp bất kỳ động lực nào.

Một sự kết hợp của chốt cơ học và tinh thể có thể làm điều tương tự, nhưng sẽ hạn chế tốc độ bước tối đa của động cơ. Hành vi không cấp nguồn của loại động cơ "thường mở" bị khóa, vì vít ổ đĩa bị khóa bởi các sợi trên đai ốc. Do đó, nó giữ vị trí của nó khi tắt nguồn.

Cơ chế bướcSửa đổi

 
Động cơ sâu đo (inchworm)
 
Các bước của động cơ thường tự do (Normally Free)

Cơ chế truyền động trực tiếpSửa đổi

Tốc độ và độ chính xácSửa đổi

Tham khảoSửa đổi

  1. ^ Attocube. “Working principle of attocube's positioners”. Truy cập ngày 22 tháng 5 năm 2017. 
  2. ^ a ă M. Hunstig: Konzeption, Ansteuerung und Eigenschaften schneller piezoelektrischer Trägheitsmotoren. Schriften des Lehrstuhls für Mechatronik und Dynamik, Band 2, Shaker 2014. Zgl. Dissertation, Universität Paderborn, 2014
  3. ^ Spanner K. Survey of the Various Operating Principles of Ultrasonic Piezomotors. PDF 1,32 MB

Xem thêmSửa đổi

Liên kết ngoàiSửa đổi