Пьезоэлектрический двигатель

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЖТВЙЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реслублин (11) 573828 (61) Дополнительное к авт. свил.ву (22) Заявлено 08. 0а. 78(И)237012У25 с присоединением заявка М-(23) Прнорнтет— (43) Опублнковано25,09,77. Бюллетень JA35 (45} Дата опубликования описания 20,10.77 ; (51) М. К .Я

Н 01 L 41!00

Н 01 тт 11/00

Гваударетйинвй май

Веввте Меаетра МСР в баюми аэвбуетавй я фткртттха (53) УДК 537.228. 1 (088.8)

В.В.Лавриненко и A.A.Ïðeý (72) Авторы изобретения

Киевский ордена Ленина политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (71) Заявитель (54) ПЬКЗОЭЛЕКТРИЧВСКИй ДВИГЛТВЛЬ

Изобретение относится к области электрических двигателей и может быть использовано как в роли исполнительного механизМа, в области телемеханики .н пневмоавтоматики, так и в качестве двигателя универсального нар начения. известен электропривод, статстр которого содержит цилиндрический пьезокерамический полый цилиндр, внутри которого расположен цилиндрический ротор, фрикционно взаимодействующий со статором. известен пьезоэлектрический двигатель, статор которого содержит цилиндрический пьезокерамический полый цилиндр, внутри которого расположен цилиндрический ротор, фрикционно; взаимодействующий со статором.

Недостаток известного двигателя состоит в низком моторесурсе.

Цель изобретения — повышение моторесурса. Это достигается тем, что пьезоэлектрический статор поляризован в направлении окружности, а электроды нанесены на его цилиндрические поверхности. Причем ротор выполнен в виде вибратора радиальных колебаний, частота резонанса которого совпадает или близка к резонансной частоте статора, а статор содержит дополнительный цилиндрический пьезоэлемент с электродами на его цилиндрических поверхностях и поляризован по толщине.

На фиг. 1 показана конструкция двигателя; на фиг.2 - варианты изготрвления его статора.

Пьезоэлектрический двигатель состоит из статора 1 и ротора 2. На их цилиндрические поверхности нанесены электроды возбуждения, у статора щ электроды 3 н 4, у ротора — электроды 5 и б, На фрнкционно взаимодействующие поверхности электрод Э и цилиндрическую поверхность ротора нанесены износоустойчивые покрытия 7 и 8, Внешняя цилиндрическая поверхность

18 статора закрыта металлическим бандажом 9. Крепление 10 статора произволь но и на чертеже не показано, На фиг.

2а изображен статор двигателя, который содержит дополнительный пьезоэлемент 11 с электродами 8 и 12 для воз20 бужцения радиальных колебаний в статоре, а на фнг. 2б с этой же целью в татор вмонтированы дополНительййе лектроды 13 и 14. татор и ротор изготовлятотся из т1ьезокерамичесних материалов, iHa .:пример, типа ЦТС-23 или ТБК-З.Пьезо573828 элемент ротора поляризуется по толщине подачей такого напряжения на его электроды, чтобы напряженность электрического поля была выше 1кн мм.

Для поляризации статора его разрезают на две половины, каждая из которых поляризуется подачей вышеназванного электрического поля на временные торцовые электроды. Затем торцовые электроды снимаются,а полукольца склеива ются с учетом направления их поляризации, наносятся цилиндрические рабочие электроды и, наконец, износоустойчивое покрытие, роль которого могут играть металлокерамика, алунд, нитриды металлов и прочее.

Напряжение источника питания подается на электроды 3 и 4 статора 1 и возбуждает его на одной из собственных резонансных частот по толщине.

Одновременно со сдвигом фазы на 90 (или близко к 90 ) напряжение подается на электроды 5 и б ротора, которЫй возбуждается на одной из собственных резонансных частот, близко лежащей по назначению к резонансной частоте статора. В момент, когда внутренняя поверхность статора приобретает максимальную угловую скорость, ротор касается его и вследствие фрикциоиного взаимодействия получает им- 0 пульс момента вращения. Когда внутренняя поверхность статора движется в обратном направлении, ротор имеет минимальные, размеры и взаимодействие отсутствует (или сводится .к минимуму). 35

Если сдвиговые и радиальные колебания возбуждаются одновременно н статоре (см.фиг.2а и 2б), н него либо добавляется пьезоэлемент 11, как на фиг.2а, либо в щель, по которой склеены по- (О лукольца статора, наносятся электроды

13 и 14 (см. фиг.2б). При этом подгонкой нысоты цилиндра удается так подобрать 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, следонательно, 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 изобретения

1. Пьезоэлектрический днигатель, статор котарога-содержит цилиндрический пьезоэлектрический полый цилиндр, внутри которого расположен цилиндрический ротОр, фрнкционно взаимодействующий со статором, о т л ич а ю шийся тем,.что, с целью увеличения моторесурса, пьезоэлектрический статор поляризован н направлении окружности, а электроды нанесены на его цилиндрической поверхности, 2. Двигатель по п.l, о т л н ч а ю шийся тем что, ротор выполнен н виде нибратора радиальных колебаний,частота резонанса которого совпадает или близка к резонансной частоте статора.

3. Двигатель по и ° 1 о т л и ч а ю шийся тем, что статор содержит дополнительный цилиндрический пьезоэлемент с электродами на его цилиндри-ческих поверхностяМ и поляризонан по толщине.

573828

Составитель В.Вавер

Техред Н.Андрейчук Корректор М.де 4ик

Редактор А.Морозова

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная, 4

Заказ 3770/39 Тираж 976 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5