Пьезоэлектрический двигатель

 

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 выж полиены в виде упругих стержией. v Ю со 4 сл

СООЭ ССЮЕТСНИХ

ШЮЛНО

РЕСПУЬЛИН ..

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Г

1 !

ГЮСУДМРСТИЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Д 6 Я (ã1) 2974509/18-, 25 (22) 07.08.80 (46) 15.06.83. Бюл. 9 22 .(72) В.С. Вишневский, И.A. Карташев и В.В. Лавриненко (71) Киевский ордена Ленина политех- . нический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции . (53) 537.228.1(088.8). (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 659032, кл. 8014 41/08, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке В 2578305, кл. Н01 4 41/08, 1977 (прототип).. (54)(57) 1. ПЬКЗОЭЛККТРИЧКСКИй ДВИГATEJlb, содерхащий соосно установ,SU„„1 2 457 А

3ао H014 41/08Р» Н02 и 11 00 ленные ротор и кольцевой пьезоэле . мент, закрепленный на статоре; соприкасающийся с ротором посредством толкателей, установленных на боковой поверхности кольцевого пьезоэлемента, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью увеличения вращающего. момента и КПД, иа торцевых цоверхнос-! тях кольцевого пьезоэлемента установлены дополнительные толкатели, причем пьезоэлемент- имеет квадратное сечение, а ротор выполнен охватываю щнм пьезоэлемент.

2. Двигатель по п.1, о т л и ч аю шийся тем, что толкатели выполнены в виде упругих стержней. В

1023457

Ьг.2

ВНИИПИ Заказ 4225/40

Тираж 703 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная,4

Изобретение относится к микроэлектродвигателям и может быть использовано в качестве. электрических приводов в устройствах автоматического.слежения за обьектом, в системах автоматического управления и регулирования бортовых систем.

Известны пьезоэлектрические двигатели, в которых взаимодействие ро» тора со статором осущест". ляется но средством пьезоэлемента, на поверх- 16 ности которого установлены толкате ли $1).

Наиболее близким к предложенному по технической сущности является пьезоэлектрический двигатель, содер-15 жащий соосно установленные ротор н кольцевой пьезоэлемент, закрепленный на статоре, фрикционно сопряженный с ротором посредством толкателей, установленных на боковой поверхности рр, кольцевого пьезоэлемента. Толкателн выполнены в виде пластин $2J.

Недостатки известных двигателейнебольшой вращающий момент и N@i

Целью изобретения является повьзае- 25, ние вращающего момента и КПД.

Поставленная цель достигается тем, что в пьезоэлектрическом двигателе, содержащем соосно установленные ротор и кольцевой пьезоэлемент, закреплен» ный на статоре, соприкасакзцийся с ротором посредством толкателей, уста» новленных на боковой поверхности кольцевого пнезоэлемента, на торцовых поверхностях кольцевого кьезоэлемвкта установлены дополнктельные толкатели з причем пьезоэлемент имеет квадратное сечение, а ротор выполнен охватывающим пьезоэлемент.

Толкатели.мокнут .быть выполнены в виде упругих стержней. 40

Яа фнг. 1 изображен предлагаемы двигатель, общий вид на фиг. 2ротор двигателя, разрез.

Двигатель содержит ротор 1 и ставор 2, установленные соосно.йа ста- 4 торе 2 размещен. кольцевой пьезоэле- . мент 3, нормальное сечение которого выполнено квадратным, а толкателк 4 закреплены на цилиндрических боковых . и 1tJ10QKil_#_ торцовых поверхностях ° Ро- у тор выполнен охватывающим пьезоэлемент - 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 сборных частей.

Предлагаемый двигатель .работает следующим образом.

Иа выводы 5 от источника питания подается переменно электрическое напряжение, возбуждающее в пьезоэлементе 3 акустические колебания. Так как сечение пьезоэлемента 3 выполне

Ко квадратнЫм, то при возбуждении в пьезоэлементе 3 акустических колебаний но его толщине амплитуда смещения плоских торцовых и цилиндрических боковых поверхностей одинакова. Это значит, что толкатели, установленные на этих поверхностях, колеблются примерно с одинаковой амплитудой, сообщая ротору 1 примерно одинаковый вращающий момент (небольшая асимметрия в пьезоэлементе компенсируется разным диаметром рабочих поверхностей ротора}.

Вьнюлнение толкателя в виде стержня, а не.пластины выгодно по следующим соображениям. При контакте двух тел {статора и ротора) в контакте участвует только небольшая поверхность — контактное пятно, которое пульсирует прк вращекки ротора кз-за неточности изготовления ротора и колебаний нагрузки. Это отражается 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 суммарная площадь контактного пятна, что улучшает согласование пьезоэлемента с ротором и, следовательно, возрастает ЕПД, мощность на валу двигателя и стабильность вращения ротора.

Предлагаемый пьезоэлектрич еский двигатель позволяет примерно в 3-5 раз увеличить вращающий момент двигателя без увеличения потребления энергии. Кроме того, íà 10 - 20% увеличивается КПД двигателя.