Kas ir pjezoelektriskais motors?

Vajadzība pēc šiem motoriem pieauga 20. gadsimta beigās, pieaugot pieprasījumam pēc miniaturizācijas. Standarta elektromotoriem ir minimālā izmēra praktiskā robeža, zem kuras tie nevar darboties droši. Pjezoelektrisko motoru var izgatavot miniatūrā mērogā, tas nodrošina precīzu kustību ar ļoti maziem soļiem un patērē ļoti maz enerģijas darbības laikā vai miera stāvoklī.

Pjezo motorā ir ļoti maz detaļu. Augstas frekvences oscilators nodrošina frekvenci, kas ierosina pjezoelektrisko materiālu. Šis materiāls mainīs formu, pamatojoties uz tā kristāla īpašībām. Iegūtās kustības rezultātā materiāls nonāk saskarē ar slīdni vai veltni.

Slīdnis vai rullītis ir pārklāts ar mīkstu gumiju vai polimēru, ko sauc par berzes pārklājumu, kas ļauj pjezoelektriskajam materiālam to satvert un pārvietot. Katru reizi, kad oscilators rada frekvences impulsu, materiāls tiek uzbudināts un kustas. Tas izraisa slaida vai veltņa kustību.

Pjezoelektriskais motors izmanto šo efektu, ātri ieslēdzot un izslēdzot svārstību frekvenci. Katrs impulss rada nelielu, bet skaidri noteiktu pjezo materiāla kustību, un ātrie frekvences cikli rada nepārtrauktu kustību. Slaidi var aizstāt rotorus kustībai uz priekšu un atpakaļ, kas var darboties kā slēdzis.

Šo motoru lielākā priekšrocība ir miniaturizācija. Ir arī citas priekšrocības, tostarp zemas jaudas prasības un neliela apkope. Pjezoelektrisko motoru arī relatīvi neietekmē magnētiskie un elektriskie traucējumi, jo kristāla struktūrai ir nepieciešamas noteiktas frekvences, lai radītu kustību.

Dabiskie kristāli, tostarp kvarcs un turmalīns, var nodrošināt pjezoelektriskās īpašības. Parasti tiek izmantota keramika, kuras pamatā ir titāns un citi minerāli. Dažiem polimēriem, kuru pamatā ir fluorpolimēru tehnoloģija, var būt arī pjezoelektriskās īpašības.

Standarta elektromotors var nodrošināt lielu ātrumu ar zemu griezes momentu, griešanās spēku, kas izraisa griešanos. No otras puses, pjezo motori darbojas ar mazāku ātrumu, bet tiem ir liels griezes moments atbilstoši to izmēram. Turklāt tie var nodrošināt ļoti precīzas kustības, kas nav iespējamas ar elektromotoriem. Spēja miniatūrizēt līdz nanomēroga jeb mikroskopiskam izmēram ļauj tos izmantot visdažādākajos medicīnas, rūpniecības un patērētāju lietojumos.