Ultrasonik motorlar 1965 yılında V.V Lavrinko tarafından icat edildi. Genel olarak, hareket kuvvetinin geleneksel motorlardaki elektromanyetik alan tarafından verildiğinin farkındayız. Ancak burada bir itici güç sağlamak için bu motorlar, ultrasonik piezoelektrik etki 20 kHz ila 10 MHz arasında olan ve normal insanlar tarafından duyulamayan frekans aralığı. Bu nedenle, piezoelektrik USM teknolojisi olarak adlandırılır. Ultrasonik teknoloji, çalışmaları için bir bileşenin ultrasonik titreşim gücünü kullanan USM'ler tarafından kullanılır.

Ultrasonik Motor

Bu teknoloji hakkında ayrıntılı olarak tartışmadan önce, ilgili bilgileri bilmemiz gerekir. ultrasonik sensörler , piezoelektrik sensörler ve piezoelektrik aktüatörler.

Piezoelektrik Sensör

piezoelektrik sensör

Gerinim, kuvvet, gerilme ve ivme gibi fiziksel niceliklerdeki değişiklikler elektrik enerjisine dönüştürülerek ölçülebilir. Bu işlem için kullanılan cihazlar veya sensörler, piezoelektrik sensörler olarak adlandırılır. Ve bu süreç, piezoelektrik etki . Bir kristale voltaj uygulanırsa, kristalin atomları üzerinde sadece% 0,1'lik bir deformasyona neden olan basınç oluşacaktır.

Ultrasonik sensör

Yüksek frekans - yaklaşık 20 kHz ila 10 MHz ses dalgaları frekansı - üreten ve sinyali gönderdikten sonra yankıyı alma arasındaki zaman aralığını okuyarak hedefi nitelendiren dönüştürücüler Ultrasonik sensörler olarak adlandırılır. Dolayısıyla Engel algılama için ultrasonik sensörler kullanılabilir ve çarpışmayı önlemek için.

Piezoelektrik Aktüatör

piezo aktüatör

Bir kameranın, aynanın, işleme aletlerinin ve diğer benzer ekipmanın lenslerinin ince ayarı için hassas bir hareket kontrolü gereklidir, bu hassas hareket kontrolü piezoelektrik aktüatörlerle sağlanabilir. Elektrik sinyali, bir piezoelektrik aktüatör kullanılarak hassas bir şekilde kontrol edilen fiziksel yer değiştirmeye dönüştürülebilir. Bunlar, hidrolik valfleri ve özel amaçlı motorları kontrol etmek için kullanılır.

Piezoelektrik Ultrasonik Motor Teknolojisi

Basitçe, ultrasonik teknolojiyi piezoelektrik etkinin tersi olarak adlandırabiliriz çünkü bu durumda, elektrik enerjisi harekete dönüştürülür. Dolayısıyla Piezoelektrik USM Teknolojisi olarak adlandırabiliriz.

“Tasarımlı 7805 voltaj regülatörü kullanan 5v güç kaynağı ”

Kurşun zirkonat titanat ve kuvars olarak adlandırılan piezoelektrik malzeme, piezoelektrik aktüatörler USM'lerden farklı olsa da, çok sık USM'ler için ve ayrıca piezoelektrik aktüatörler için kullanılır. Lityum niyobat ve diğer bazı tek kristal malzemeler gibi malzemeler de USM'ler ve piezoelektrik teknolojisi için kullanılır.
Piezoelektrik aktüatörler ile USM'ler arasındaki en büyük fark, statorun rezonans kullanılarak yükseltilebilen rotorla temas halinde olan titreşimi olarak ifade edilir. Aktüatör hareketinin genliği 20 ila 200 nm arasındadır.

Ultrasonik Motor Çeşitleri

USM'ler, aşağıdaki gibi farklı kriterlere göre farklı türlerde sınıflandırılır:

USM'lerin motor dönüş işleminin türüne göre sınıflandırılması

Döner tip motorlar
Doğrusal tip motorlar

USM'lerin vibratör şekline göre sınıflandırılması

Çubuk tipi
П şekilli
Silindirik şekilli
Halka (kare) tipi

Titreşim dalgasının türüne göre sınıflandırma

Daimi dalga tipi - ayrıca iki türe ayrılır:

Tek yönlü
Çift yönlü

Yayılan dalga türü veya hareket eden dalga türü

Ultrasonik Motorların Çalışması

Ultrasonik Motor Çalışması

Titreşim, motorun statoruna indüklenir ve hareketi rotora iletmek ve ayrıca sürtünme kuvvetlerini modüle etmek için kullanılır. Mekanik hareketin oluşturulması için aktif maddenin amplifikasyonu ve (mikro) deformasyonları kullanılır. Rotorun makro hareketi, mikro hareketin düzeltilmesi ile arasındaki sürtünme arayüzü kullanılarak sağlanabilir. stator ve rotor .

ultrasonik motor stator ve rotordan oluşur. USM'nin çalışması, rotoru veya doğrusal çeviriciyi değiştirir. USM'nin statoru, titreşim oluşturmak için piezoelektrik seramiklerden, üretilen titreşimi güçlendirmek için statorun bir metalinden ve rotorla temas kurmak için bir sürtünme malzemesinden oluşur.

Voltaj uygulandığında, stator metalinin yüzeyinde rotorun dönmesine neden olan hareketli bir dalga üretilir. Rotor, yukarıda bahsedildiği gibi stator metali ile temas halinde olduğundan - ancak sadece hareket eden dalganın her zirvesinde - eliptik harekete neden olur - ve bu eliptik hareketle rotor, ters yönde döner. seyahat dalgası.

Ultrasonik Motorların Özellikleri ve Değerleri

Bunlar küçük boyuttadır ve yanıt olarak mükemmeldir.
Bunlar, on ila birkaç yüz rpm arasında düşük bir hıza ve yüksek torka sahiptir ve bu nedenle redüksiyon dişlilerine gerek yoktur.
Bunlar yüksek tutma gücünden oluşur ve güç kapatılsa bile frene ve debriyaja ihtiyaç duymazlar.
Küçük, ince ve diğer elektromanyetik motorlara göre daha az ağırlığa sahiptirler.
Bu motorlar herhangi bir elektromanyetik malzeme içermez ve elektromanyetik dalgalar üretmezler. Bu nedenle, bunlar manyetik alandan etkilenmedikleri için yüksek manyetik alan alanlarında bile kullanılabilirler.
Bu motorların herhangi bir dişlisi yoktur ve bu motorları sürmek için duyulamayan bir frekans titreşimi kullanılır. Bu nedenle herhangi bir ses çıkarmazlar ve çok sessiz çalışırlar.
Bu motorlarla doğru hız ve konum kontrolü mümkündür.
Bu motorlar için mekanik zaman sabiti 1 ms'den azdır ve bu motorlar için hız kontrolü adım daha azdır.
Bu motorlar çok yüksek verimliliğe sahiptir ve verimlilikleri boyutlarına duyarlı değildir.

Ultrasonik Motorların Zorlukları

Yüksek frekanslı bir güç kaynağı gereklidir.
Bu motorlar sürtünme ile çalıştığı için dayanıklılık çok daha azdır.
Bu motorlar, sarkma hız-tork özelliklerine sahiptir.

Ultrasonik Motorların Uygulamaları

“güç kaynağı pi filtre hesaplayıcısı ”

Kamera merceğinin otomatik odaklaması için kullanılır.
Kompakt kağıt işleme cihazlarında ve saatlerinde kullanılır.
Makine parçalarının taşınmasında kullanılır.
Kurutma ve ultrasonik temizlik için kullanılır.
Brülörlere yağ enjekte etmek için kullanılır.
Ekipmanların minyatürleştirilmesi için yüksek potansiyel sunduğu bilinen en iyi motorlar olarak kullanılır.
Tıpta MRI manyetik rezonans görüntüleme taramasında kullanılır.
Disketler, sabit diskler ve CD sürücüleri gibi bilgisayarın disk kafalarını kontrol etmek için kullanılır.
Tıp, havacılık ve uzay alanlarında birçok uygulamada kullanılmaktadır. robotik .
Dönen ekranı otomatik olarak kontrol etmek için kullanılır.
Gelecekte, bu motorlar otomobil endüstrisi, nano konumlandırma, mikroelektronik gibi alanlarda uygulamalar bulabilir. Mikro Elektro Mekanik Sistem teknolojisi ve tüketim malları.

Bu makalede, piezoelektrik ultrasonik motorlar, ultrasonik sensörler, piezoelektrik sensörler, piezoelektrik aktüatörler, USM'lerin çalışması, USM'lerin avantajları, dezavantajları ve uygulamaları kısaca tartışılmaktadır. Yukarıdaki konularla ilgili daha fazla bilgi için lütfen aşağıya yorum yazarak sorularınızı gönderin.

Fotoğrafa katkı verenler: