Пьезоэлектрический двигатель

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскмк

Социалисти ческмк

Реслублик

Ф

4 г ф

== \, .г г (6! ) Дополнительное к авт. сеид-ву(22) Заявлено 160276 (2! ) 2323709/25 с присоединением заявкн Но (23) Приоритет— (51)М. Кл.з

Н 01 L 41/08

Н 02 N . 11/00

Государственный комитет

СССР во делам изобретений и открытий

Опубликовано 3007.81,6юллетемь Н9 28 (53) УДК 537 228 1 (088. 8) Дата опубликования описания 300 781

Я

B.Ñ.BèøHåâñêíé, Л.Г.Гультяева, И.A.Êàðòàø в, и В В Лавриненко !

1 "-- - .:,- д-,„- Д

Б " (72) Авторы изобретения

Киевский ордена Ленина политехнический и им. 50-летия Великой Октябрьской социали революции (7! ) Заявитель (54) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДВИГАТЕЛЬ

Изобретение относится к пьезоэлектрическим двигателям и может использоваться в целях автоматики в качестве малооборотного реверсивного двигателя исполнительных механизмов, а так5 же в бытовых приборах широкого назначения.

Известен пьезоэлектрический двигатель, содержащий ротор, на поверхность которого опирается пьезоэлемент стато- ра в виде прямоугольной пластины, поляризованной по толщине с электродами на основных поверхностях (1), Недостаток указанного устройства сложность системы коммутации направлением скорости вращения ротора.

Цель изобретения — упрощение системы коммутации направлением скорости вращения ротора. указанная цель достигается тем, 20 что пьезоэлектрическая пластина расположена в плоскости, перпендикулярной к оси вращения ротора, а электроды на каждой из основных по верхностей выполнены в виде участков неодинаковой площади, располо- женных в шахматном порядке, причем все большие участки на одной поверхности соединены с меньшими участками на другой поверхности. 30

На чертеже изображена предлагаемая конструкция пьезоэлектрического, двигателя и схема его включения.

Пьезоэлектрический двигатель состоит из пьезоэлемента 1, прижатого прижимным устройством 2, например пружиной, к поверхности ротора 3 через износостойкую прокладку 4, акустически присоединенную к торцу пьезоэлемента 1. Ось 5 ротора 3 закреплена в подшипниках 6. Пьезоэлемент 1 закреплен в корпусе двигателя на игольчатых держателях 7 в центрах боковых сторон.

Пьезоэлемент 1 состоит из зон

8-11, поляризованных перпендикулярно электродам. Электроды нанесены на основные поверхности пластины и разбиты на участки, соответствующие каждой зоне, а именно : на одной из основных поверхностей пьезоэлемента нанесены участки электродов 12-15, причем электроды 14 и 15 опыте по площади электродов 12 и 13. Электроды 14 и 15 соединены между собой неремычкой 16. На противоположной стороне пластины нанесены такие же конфигурации и площади — участки электродов 12-15. Все участки электродов большей площади на одной стоРоне

851560

Формула изобретения пластины соединены между собой перемычками 16 и — с участками электродов меньшей площади на другой стороне, т.е. участки электродов 14 и 15 соединены с участками электродов 12 и 13, а участки электродов 12 и 13 . с участками 14 и 15 - перемычками

17-20. Участки электродов и соединительные полоски (перемычки) выполняются химическим осаждением металла на поляризованную пьезокерамическую заготовку. Поверхности, свободные от электродов, предварительно защищаются лаком.

С помощью проводов 21 и 22 электроды пьезоэлемента подключены к выходу генератора 23 возбуждения, час-. тотой которого можно управлять, например, ключом 24, который закорачивает емкость 25 контура генератоРа или каким-либо другим путем, изменяя емкость контура генератора варикапом и т.п.

Пьезоэлектрический двигатель работает следующим образом.

Прн подаче переменного напряжЕиия от генератора 23 на электроды пьезоэлемента 1 в последнем воэникаюч- механические колебания m его конец, опирающийся на поверхность ротора 3, приводит его во вращение в ту или иную сторону. За счет поляризации и включения зон пьезоэлемента в нем возможно эффективное возбуждение 11 моды продольных колебаний по длине пьезоэлемента за счет разного объема зон. Например, при длине пьезоэлемента 34 мм и высоте В мм указанные частоты почти совпадают, поэтому достаточно незначительно изменить частоту генератора 23, чтобы пьезоэлемент 1 возбуждался на резоиаисе изгибных или продольных колебаний.

При этом длина и ширина зон 8 и 9 и зон 10 и 11 равны соответственно

15х3 мм и 15 х 4 мм.

При возбуждении изгибных колебаний ротор 3 вращается по часовой стрелке, при возбуждении продольных колебаний — против часовой стрелки.

Использование нового способа реверса путем усовершенствования конструкции пьезоэлемента выгодно отличает предлагаемый пьезодвигатель от известного, так как создание механического реверса намного усложняет конструкцию, увеличивает вес пьезодвигателя.

Пьезоэлектрический двигатель, содержащий ротор, на поверхность которого опирается пьезоэлемент статора я в виде прямоугольной пластины, поляризованной по толщине с электродами на основных поверхностях, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения системы коммутации направлением скорости вращения ротора, пьезоэлектрическая пластина расположена в плоскости, перпендикулярной к оси вращения ротора, а электроды иа каждой из основных поверхностей выполнены в виде участЗ ) ков неодинаковой площади, расположенных в шахматном порядке, причем все большие участки на одной поверхности соединены с меньшими участками на

35 другой поверхности.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 217509, кл. Н 02 К 11/00, 1965 (прототип).

"Заказ 6375/77

Тираж 784 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул. Проектная, 4