Động cơ áp điện là gì?

Một động cơ áp điện là một thiết bị tạo ra chuyển động khi điện trường tạo ra chuyển động trong một số tinh thể hoặc vật liệu nhân tạo.Áp điện lần đầu tiên được chứng minh vào những năm 1880, khi người ta phát hiện ra rằng các tinh thể thạch anh đã tạo ra dòng điện khi bị căng thẳng bằng cách nhấn hoặc nén chúng.Hiệu ứng này trái ngược với những gì một động cơ áp điện, trong đó điện được sử dụng để tạo ra sự chuyển động từ vật liệu nhạy cảm với điện trường. Sự cần thiết của các động cơ này tăng trưởng vào cuối thế kỷ 20 với nhu cầu thu nhỏ ngày càng tăng.Động cơ điện tiêu chuẩn có giới hạn thực tế kích thước tối thiểu, dưới đây chúng không thể hoạt động đáng tin cậy.Một động cơ áp điện có thể được thực hiện theo thang đo thu nhỏ, cung cấp chuyển động chính xác theo gia số rất nhỏ và sử dụng rất ít năng lượng trong quá trình hoạt động hoặc trong khi nghỉ ngơi. Có rất ít bộ phận trong động cơ piezo.Một bộ tạo dao động tần số cao cung cấp một tần số kích thích vật liệu áp điện.Vật liệu này sẽ thay đổi hình dạng dựa trên các tính chất tinh thể của nó.Chuyển động kết quả làm cho vật liệu tiếp xúc với một slide hoặc con lăn.Trượt trượt hoặc con lăn được phủ bằng cao su mềm hoặc polymer, được gọi là áo ma sát, cho phép vật liệu áp điện để cầm và di chuyển nó.Mỗi lần dao động tạo xung tần số, vật liệu được kích thích và di chuyển.Điều này gây ra chuyển động của slide hoặc con lăn.Một động cơ áp điện sử dụng hiệu ứng này bằng cách bật và tắt tần số dao động.Mỗi xung tạo ra một chuyển động nhỏ nhưng được xác định rõ ràng của vật liệu piezo và các chu kỳ tần số nhanh chóng tạo ra một chuyển động liên tục.Các slide có thể thay thế các cánh quạt cho một chuyển động qua lại có thể hoạt động như một công tắc. Ưu điểm lớn nhất của các động cơ này là thu nhỏ.Cũng có những lợi thế khác, bao gồm các yêu cầu năng lượng thấp và ít nhu cầu bảo trì.Một động cơ áp điện cũng tương đối không bị ảnh hưởng bởi nhiễu từ và điện, bởi vì cấu trúc tinh thể đòi hỏi các tần số cụ thể để tạo ra sự chuyển động.Gốm sứ dựa trên titan và các khoáng chất khác thường được sử dụng.Một số polyme dựa trên công nghệ fluoropolyme cũng có thể thể hiện tính chất áp điện.Mặt khác, động cơ Piezo hoạt động ở tốc độ thấp hơn nhưng có mô -men xoắn cao cho kích thước của chúng.Ngoài ra, họ có thể cung cấp các chuyển động rất chính xác không thể với động cơ điện.Khả năng thu nhỏ thành kích thước nano, hoặc kích thước kính hiển vi, cho phép chúng được sử dụng trong nhiều ứng dụng y tế, công nghiệp và tiêu dùng.