Ultralydsmotorer ble oppfunnet i 1965 av V.V Lavrinko. Generelt er vi klar over at drivkraften er gitt av det elektromagnetiske feltet i de konvensjonelle motorene. Men for å gi en drivkraft bruker disse motorene piezoelektrisk effekt i ultralyd frekvensområdet, som er fra 20 kHz til 10 MHz og ikke høres for normale mennesker. Derfor blir det betegnet som piezoelektrisk USM-teknologi. Ultralydsteknologi brukes av USM-ene som bruker ultralydvibrasjonskraften fra en komponent til drift.

Ultralydsmotor

Før vi diskuterer i detalj om denne teknologien, må vi vite om informasjonen om ultralydssensorer , piezoelektriske sensorer og piezoelektriske aktuatorer.

“hva er en elektrolytisk kondensator ”

Piezoelektrisk sensor

piezoelektrisk sensor

Endringene i de fysiske størrelsene som belastning, kraft, spenning og akselerasjon kan måles ved å konvertere disse til elektrisk energi. Enhetene eller sensorene som brukes til denne prosessen kalles piezoelektriske sensorer. Og denne prosessen blir betegnet som piezoelektrisk effekt . Hvis en spenning påføres over en krystall, vil trykket bli utført på krystallatomene og forårsake deformasjon av atomer som bare er 0,1%.

Ultralydssensor

Transduserne som genererer høy frekvens - en frekvens på rundt 20 kHz til 10 MHz lydbølger - og, tilskriver målet ved å lese tidsintervallet mellom mottak av ekkoet etter sending av signalet, kalles ultralydssensorer. Derfor, Ultralydssensorer kan brukes til hindringsdeteksjon og for å unngå kollisjon.

Piezoelektrisk aktuator

piezo aktuator

For finjustering av linsene til et kamera, speil, maskineringsverktøy og annet lignende utstyr kreves en nøyaktig bevegelseskontroll. Denne presise bevegelseskontrollen kan oppnås med de piezoelektriske aktuatorene. Det elektriske signalet kan konverteres til nøyaktig kontrollert fysisk forskyvning ved hjelp av en piezoelektrisk aktuator. Disse brukes til å styre hydrauliske ventiler og spesialmotorer.

Piezoelectric Ultrasonic Motor Technology

Bare vi kan kalle ultralydsteknologien som omvendt av den piezoelektriske effekten fordi, i dette tilfellet, elektrisk energi blir omgjort til bevegelse. Derfor kan vi kalle det som en piezoelektrisk USM-teknologi.

Det piezoelektriske materialet kalt blyzirkonat titanat og kvarts brukes veldig ofte for USM og også for piezoelektriske aktuatorer, selv om de piezoelektriske aktuatorene er forskjellige fra USM. Materialene som litiumniobat og noen andre enkeltkrystallmaterialer brukes også til USM og piezoelektrisk teknologi.
Den største forskjellen mellom de piezoelektriske aktuatorene og USM-ene er angitt som vibrasjonen fra statoren i kontakt med rotoren, som kan forsterkes ved bruk av resonansen. Amplituden til aktuatorbevegelsen er mellom 20 og 200 nm.

Typer ultralydsmotorer

USMene er klassifisert i forskjellige typer basert på forskjellige kriterier, som er som følger:

Klassifisering av USMer basert på typen motorrotasjonsoperasjon

Roterende motorer
Lineære motorer

Klassifisering av USMer basert på vibratorens form

“på og av bryterdiagram ”

Stangtype
П formet
Sylindrisk formet
Ring (firkantet) type

Klassifisering basert på typen vibrasjonsbølge

Stående bølgetype - den er videre klassifisert i to typer:

Enveis
Toveis

Forplantende bølgetype eller vandrende bølgetype

Arbeid av Ultrasonic Motors

Ultralydsmotorarbeid

Vibrasjonen induseres i motorens stator, og den brukes til å overføre bevegelsen til rotoren og også til å modulere friksjonskreftene. Forsterkning og (mikro) deformasjoner av aktivt materiale benyttes for generering av mekanisk bevegelse. Rotorens makrobevegelse kan oppnås ved å rette opp mikrobevegelsen ved å bruke friksjonsgrensesnittet mellom stator og rotoren .

De ultralyd motor består av stator og rotor. Driften av USM endrer rotoren eller lineær oversetter. Statoren til USM består av piezoelektrisk keramikk for å generere vibrasjoner, et metall av statoren for å forsterke den genererte vibrasjonen og et friksjonsmateriale for å få kontakt med rotoren.

“op amp -applikasjoner i dagliglivet ”

Hver gang spenning påføres, genereres en vandrende bølge på overflaten av statormetallet som får rotoren til å rotere. Ettersom rotoren er i kontakt med statormetallet, som nevnt ovenfor - men bare ved hver topp av den bevegelige bølgen - som forårsaker den elliptiske bevegelsen - og med denne elliptiske bevegelsen roterer rotoren i retning motsatt retning av reisende bølge.

Funksjoner og fordeler ved Ultrasonic Motors

Disse er små i størrelse og er utmerket som svar.
Disse har lav hastighet på ti til flere hundre o / min og høyt dreiemoment, og det er derfor ikke nødvendig med reduksjonsgir.
Disse består av høy holdekraft, og selv om strømmen er slått av, trenger de ikke brems og clutch.
De er små, tynne og har mindre vekt sammenlignet med andre elektromagnetiske motorer.
Disse motorene inneholder ikke noe elektromagnetisk materiale, og de genererer ikke elektromagnetiske bølger. Så disse kan brukes selv i områder med høyt magnetfelt, da disse ikke påvirkes av magnetfeltet.
Disse motorene har ingen gir, og en hørbar frekvensvibrasjon brukes til å kjøre disse motorene. Så de genererer ikke noe støy, og driften deres er veldig stille.
Nøyaktig hastighet og posisjonskontroll er mulig med disse motorene.
Den mekaniske tidskonstanten for disse motorene er mindre enn 1 ms og hastighetskontroll for disse motorene er trinn mindre.
Disse motorene har veldig høy effektivitet, og effektiviteten er ufølsom for størrelsen.

Ulemper ved ultralydmotorer

Det kreves en høyfrekvent strømforsyning.
Siden disse motorene fungerer på friksjon, er holdbarheten veldig mindre.
Disse motorene har hengende hastighetsmomentegenskaper.

Bruk av ultralydmotorer

Brukes til autofokus på kameralinsen.
Brukes i kompakte papirhåndteringsenheter og klokker.
Brukes til transport av maskindeler.
Brukes til tørking og ultralydrengjøring.
Brukes til å injisere olje i brennerne.
Brukes som de beste motorene som er kjent for å tilby høyt potensial for miniatyrisering av utstyr.
Brukes i MR-skanning av magnetisk resonans i medisin.
Brukes til å kontrollere diskhodene på datamaskinen som disketter, harddisk og CD-stasjoner.
Brukes i mange applikasjoner innen medisin, romfart og robotikk .
Brukes til å automatisk kontrollere rulleskjermen.
I fremtiden kan disse motorene finne applikasjoner innen felt som bilindustri, nano-posisjonering, mikroelektronikk, Micro Electro Mechanical System teknologi og forbruksvarer.

Denne artikkelen diskuterer om piezoelektriske ultralydmotorer, ultralydsensorer, piezoelektriske sensorer, piezoelektriske aktuatorer, bearbeiding av USM, fortjenester, demeritter og anvendelser av USMer i korte trekk. For mer informasjon om ovennevnte emner, vennligst legg inn spørsmålene dine ved å kommentere nedenfor.

Fotokreditter: