Пьезоэлектрический двигатель Советский патент 1983 года по МПК H02N2/12 H01L41/09 

Изобретение относигся к мнкроэлек тродвигателям и может быть использовано в качестве электрических приводо в устройствах автоматического, слежения за объектом, в системах автомати ческого управления и регулирования бортовых систем. Известны пьезоэлектрические двигатели, в которых взаимодействие ротора со статором осущестг-пяется посредством пьезоэлемента, на поверхности которого установлены толкатели 1. Наиболее близким к предложенному по технической сущности является пьезоэлектрический двигатель, содвр жащий- соосно установленные ротор и кольцевой пьезозлемент, згисрепленный на статоре, фрикционно сопряженньА с ротором посредством толкателей, уста новленных на боковой поверхности кольцевого пьезоэлемента Толкатели вшюлнены в виде пластин . Недостатки известных двигателей небольшой вргодаювцгй момент и КПД Целью изобретения является повыше ние BpatftatoHero момента и КЦД. Поставленная цель достигаешься тем что в пьезоэлектрическом двигателе, содержащем соосно установленные ротор и кольцевой пьезоэлемент, закреплен- ный н& статоре, соприкасающийся с ро тором посредством толкателей, установленных на боковой поверхности кольцевого пнезозлемента, на торцовых поверхностях кольцевого пьезоэлемеит установлены дополнительные толкатели причем пьезоэлемент юыеет квадратное сеченпю, а ротор выполнен охватывающим пьезоэлемент. Толкатели могут быть выполнены в виде упругих стержней. На фиг. 1 изображен предлагаемой двигатель, общий вид; на фиг. 2 ротор двигателя, разрез. Двигатель содержит ротор 1 и статор 2, установленные соосно.На статоре 2 размещен кольцевой пьезоэлемент 3/ нормальное сечение которого выполнейо квадратным, а толкатели 4 закреплены на цилиндрических боковых и плоских торцовых поверхностях. Ротор вьшолнен охватывгжмцим пьезоэле мент с толкателями и может быть изготовлен, например, из эпоксидного компаунда в два приема: сначала изготавливается одна половина, вставля ется пьезоэлемент и вкладыш, затем вторая половина, а вкладыш вытравливается. Ротор может быть изготовлен также из двух частей. Предлагаемый двигатель работает следующим образом. На выводы 5 от источника питания подается переменно электрическое напряжение, возбуждающее в пьезоэлементе 3 акустические колебания. Так как сечение пьезоэлемента 3 выполнено квадратным, то при возбуждении в пьезоэлементе 3 акустических колебаний по его толц.иве амплитуда смещения плоских торцовых и цилиндрических боковых поверхностей одинакова. Это значит, что толкатели, установленные на этиле поверхностях, колеблются примерно с одинаковой Ц«1литудой, сообщая ротору 1 примерно одинаковый вра1цеиос1(ий момент (небольшая асикшетрия в пьезоэлементе компенсируется разтвх диаметром рабочих поверхностей ротора).. . Вшюлнение толкателя в виде стержня, а не пластины выгодно по следую щим соображениям. При контакте двух тел (статора и ротора) в контакте участвует только небольшая поверхность - контйктное пятно, которое пульсирует при вращении ротора из-за неточности изготовления ротора и колебаний нагрузки. Это отргикается на стабильности мгновенной скорости. Если разрезать пластину на отдельные стержни, то число контактных пятен увеличивается, а каждое контактное пятно становится стабильней, так как неточность изготовления ротора на узком участке меньше чем на широком. Возрастает cytetapHae площадь контактного пятна, что улучшает согласование пьезоэлемента с ротором и, следовательно, возрастает КПД, мощность на валу двигателя и стабильность вращения ротора. Предлагаемый пьезоэлектрический двигатель позволяет примерно в 3-5 раз увеличить вращающий момент двягателя без увеличения потребления энергии. Кроме того, на 10 - 20% увеличивается 1ШД двигателя.

1. ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДВИГАТЕЛЬ, содержащий соосно установ/ || НЛТГгТ м). .,,-.| I ;Й:Ч:-КЧЛ-УЛ;: i «« «asioi arft ленные ротор и кольцевой пьеэоэле .г мент, закрепленный на статоре соприкасающийся с ротором посредством толкателей, установленных на боковой поверхности кольцевого пьезоэлемеита, отличающийся тем, что, с целью увеличения вращаки го момента и КПД, на торцевых поверхностях кольцевого пьезоэлемеита устаиовлены дополнительные толкатели причем пьезоэлемент имеет квадратное сечение, a ротор выполнен охватывающим пьезоэлемент, / . . 2. Двигатель по п.1, о т л кЧ a ю щ и и с я тем, что толкатели вы- ж полиены в виде упругих стержией. v Ю со 4 сл