Qu'est-ce qu'un moteur piézoélectrique?
Un moteur piézoélectrique est un appareil qui crée un mouvement lorsqu'un champ électrique crée un mouvement dans certains cristaux ou matériaux artificiels.La piézoélectricité a été démontrée pour la première fois dans les années 1880, lorsqu'il a été découvert que les cristaux de quartz ont créé des courants électriques lorsqu'ils sont soulignés en les frappant ou en les compressant.Cet effet est l'opposé de ce qui alimente un moteur piézoélectrique, où l'électricité est utilisée pour créer un mouvement à partir d'un matériau sensible au champ électrique.
La nécessité de ces moteurs s'est développée à la fin du 20e siècle avec une demande croissante de miniaturisation.Les moteurs électriques standard ont une limite pratique de taille minimale, en dessous de laquelle ils ne peuvent pas fonctionner de manière fiable.Un moteur piézoélectrique peut être fabriqué à l'échelle miniature, offre un mouvement précis par très faibles incréments et utilise très peu de puissance pendant le fonctionnement ou au repos.
Il y a très peu de pièces dans un moteur piézo.Un oscillateur à haute fréquence fournit une fréquence qui excite le matériau piézoélectrique.Ce matériau changera de forme en fonction de ses propriétés cristallines.Le mouvement qui en résulte fait entrer le matériau en contact avec une diapositive ou un rouleau.
Le glissement ou le rouleau est recouvert d'un caoutchouc souple ou d'un polymère, appelé manteau de frottement, qui permet au matériau piézoélectrique de l'aggraver et de le déplacer.Chaque fois que l'oscillateur crée une impulsion de fréquence, le matériau est excité et se déplace.Cela provoque un mouvement du glissement ou du rouleau.
Un moteur piézoélectrique utilise cet effet en activant rapidement la fréquence oscillante.Chaque impulsion crée un mouvement petit mais bien défini du matériau piézo et les cycles de fréquence rapide créent un mouvement continu.Les diapositives peuvent remplacer les rotors pour un mouvement de va-et-vient qui peut agir comme un commutateur.
Le plus grand avantage de ces moteurs a été la miniaturisation.Il existe également d'autres avantages, notamment des besoins en puissance faible et peu de besoin de maintenance.Un moteur piézoélectrique n'est également pas affecté par les interférences magnétiques et électriques, car la structure cristalline nécessite des fréquences spécifiques pour créer un mouvement.
Les cristaux naturels, y compris le quartz et la tourmaline, peuvent fournir des propriétés piézoélectriques.La céramique basée sur le titane et d'autres minéraux est couramment utilisée.Certains polymères basés sur la technologie du fluoropolymère peuvent également présenter des propriétés piézoélectriques.
Un moteur électrique standard peut fournir une vitesse à grande vitesse, la force de torsion qui provoque la rotation.Les moteurs à piézo, en revanche, fonctionnent à des vitesses plus basses mais ont un couple élevé pour leur taille.De plus, ils peuvent fournir des mouvements très précis non possibles avec les moteurs électriques.La capacité de miniaturiser à l'échelle nanométrique ou de taille microscopique les permet d'être utilisés dans une grande variété d'applications médicales, industrielles et de consommation.