Пьезоэлектрический двигатель

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЮТВЙЬСТВУ Соез Советских Сфциалистичесаа Реслублин(45) Дата опубликования оанеапия 20,10.77 ,(51))ля н 1, 4 О 00 01 М 11/00Гкудерзтйюи вещиВавте Мевтра СМрв абаи яафетаая еткрввФ(72) Авторы изобретения Киевский ордена Ленина политехнический институтим, 50-летия Великой Октябрьской социалистическойреволюции(54) ПЬКЗОЭЛЕКТРИЧВСКИй ДВИГЛТВЛЬ Изобретение относится к областиэлектрических двигателей и может бытьиспользовано как в роли исполнительного механизМа, в области телемеха"ники в пневмоавтоматики, так и вкачестве двигателя универсального нарначения.известен электропривод, статбр которого содержит цилиндрический пьезокерамический полый цилйндр, внутрикоторого расположен цилиндрический ротор, фрикционно взаимодействующий состатором,известен пьезоэлектрический двигатель, статор которого содержит цилиндрический пьезокерамнческий полыйцилиндр, внутри которого расположенцилиндрический ротор, фрикционно; взаимодействующий со статором.Недостаток известного двигателясостоит в низком моторесурсе.Цель изобретения - повышение моторесурса. Это достигается тем, чтопьезоэлектрический статорполяризован в направлении окружности, а элек.троды нанесены на его цилиндрическиеповерхности. Причем ротор выполнен ввиде вибратора радиальных колебаний,частота резонанса которого совпадаетили близка к резонансной частоте статора, а статор содержит дополнительный цилиндрический пьезоэлемент сэлектродами на его цилиндрических поверхностях и поляризован по толщине,На Фиг. 1 показана конструкциядвигателя; на Фиг.2 - варианты изго-"тдвления его статора.Пьезоэлектрический двигатель состоит из статора 1 и ротора 2. На ихцилиндрические поверхности нанесеныэлектроды возбуждения, у статора щ электроды 3 и 4, у ротора - электроды 5 н б, На фрнкцнонно взаимодействующие поверхностиэлектрод Э и цилиндрическую поверхность ротора нанесены износоустойчивые покрытия 7 и 8,Внешняя цилиндрическая поверхность 1 статора закрыта металлическим бандажом 9. Крепление 10 статора произвольно и на чертеже не показано, На фиг.2 а изображен статор двигателя, который содержит дополнительный пьезоэлемент 11 с электродами 8 и 12 для воз буждения радиальных колебаний в статоре, а на фнг, 2 б с этой же целью втатор вмонтированы дополнительййелектроды 13 и 14.Статор н ротор изготовляются изт 1 ьезокерамичесних материалов, 1 наЮ ;пример, типа ЦТСили ТБК-Э.Пьезо 573828элемент ротора поляризуется по толщине подачей такого напряжения наего электроды, чтобы напряженностьэлектрического поля была выше 1 кв мм.Для поляризации статора его разрезают на две половины, каждая из которыхполяризуется подачей вышеназванногоэлектрического поля на временные торцовые электроды. Затем торцовые электроды снимаются,а полукольца склеиваются с учетом направления их поляризации, наносятся цилиндрические рабочие электроды и, наконец, износоустойчивое покрытие, роль которого могутиграть металлокерамика, алунд, нитриды металлов и прочее,Напряжение источника питания подается на электроды 3 и 4 статора 1и возбуждает его на одной из собственных резонансных частот по толщине.Одновременно со сдвигом фазы на 90 ф(или близко к 90 ) напряжение подается на электроды 5 и б ротора, которЫй возбуждается на одной из собственных резонансных частот, близколежащей по назначению к резонанснойчастоте статора. В момент,.когдавнутренняя поверхностьстатора приобретает максимальную угловую скорость,ротор касается его и вследствие фрикциоиного взаимодействия получает импульс момента вращения. Когда внутренняя поверхность статора движетсяв обратном направлении, ротор имеетминимальные, размеры и взаимодействиеотсутствует (или сводится .к минимуму).35Если сдвиговые и радиальные колебаниявозбуждаются одновреМенно в статоре(см,фиг.2 а и 2 б), в него либо добавляется пьезоэлемент 11, как на фиг.2 а,либо в щель, по которой склеены по- (Олукольца статора, наносятся электроды13 и 14 (см, фиг.2 б), При этом подгонкой высоты цилиндра удается такподобрать размеры статора, что третья гармоника сдвиговых колебаний по толщине оказывается равной или близкой второй гармонике продольных колебаний статора по толщине.В предлагаемом пьезоэлектрическом двигателе колебания сдвига возбуждаются по толщине кольца, следовательно, двигатель работает Фа более высоких частотах, чем у известных аналогов, Это в сочетании со значительным увеличением, площади механических контактов позволяет добиться большей удельной мощности двигателя на его единицу веса и одновременно обеспечивает значительное увеличение технического ресурса двигателя, что особенно важно для двигателей большой мощности (более 10 ВТ на валу) . Формула изобретения1. Пьезоэлектрический двигатель, статор котарога содержит цилиндрический пьезоэлектрический полый цилиндр, внутри которого расположен цилиндрический ротОр, фрнкционно взаимодействующий со статором, о т л ич а ю щ и й с я тем,что, с целью увеличения моторесурса, пьезоэлектрический статор поляризован в направлении окружности, а электроды нанесены на его цилиндрической поверхности,2. Двигатель по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем что, ротор выполнен в виде энбратора радиальных колебаний,частота резонанса которого совпадает или близка к резонансной частоте статора.3. Двигатель по п,1 о т л и ч а ю щ и й с я тем, что статор содержит дополнительный цилиндрический пьезоэлемент с электродами на его цилиндрв - ческих поверхностяк и поляризован по толщине.573828 е.г Составитель В.Вавередактор А,Иорозова Техред Н.Андрейчук Корректор М Деичик сн 1303 Филиал ППП Патентф, г.ужгород, ул.Проектная, 4 Заказ 3770/39ЦНИИП Тираж 976 осударственного комитета С по делам изобретений и Иосква, Ж, Раушская набПо ета Инн ткрытий д. 4/5