Mikä on pietsosähkömoottori?

Pietsosähköinen moottori on laite, joka luo liikettä, kun sähkökenttä luo liikettä tietyissä kiteissä tai ihmisen tekemissä materiaaleissa. Pietsosähkö osoitettiin ensimmäisen kerran 1880 -luvulla, kun havaittiin, että kvartsikiteet loivat sähkövirtoja, kun niitä rasitettiin lyömällä tai puristamalla niitä. Tämä vaikutus on päinvastainen kuin pietsosähköinen moottori, jossa sähköä käytetään liikkeen luomiseen sähkökentälle herkästä materiaalista.

Näiden moottoreiden tarve kasvoi 20 -luvun lopulla, kun miniatyrisoinnin kysyntä kasvoi. Normaaleilla sähkömoottoreilla on minimikokoinen käytännön raja, jonka alapuolella ne eivät voi toimia luotettavasti. Pietsosähköinen moottori voidaan tehdä pienoismittakaavassa, se tarjoaa tarkan liikkeen hyvin pienin askelin ja käyttää hyvin vähän virtaa käytön aikana tai lepotilassa.

Pietsomoottorissa on hyvin vähän osia. Korkeataajuinen oskillaattori tarjoaa taajuuden, joka innostaa pietsosähköistä materiaalia. Tämä materiaali muuttaa muotoaan sen kideominaisuuksien perusteella. Tuloksena oleva liike aiheuttaa materiaalin joutumisen kosketukseen luistin tai telan kanssa.

Luisti tai tela on päällystetty pehmeällä kumilla tai polymeerillä, jota kutsutaan kitkakerrokseksi, joka mahdollistaa pietsosähköisen materiaalin tarttumisen ja siirtämisen. Joka kerta, kun oskillaattori luo taajuuspulssin, materiaali kiihtyy ja liikkuu. Tämä aiheuttaa luistin tai telan liikkeen.

Pietsosähköinen moottori käyttää tätä vaikutusta kääntämällä värähtelytaajuuden nopeasti päälle ja pois. Jokainen pulssi luo pienen mutta hyvin määritellyn pietsomateriaaliliikkeen, ja nopeat taajuusjaksot luovat jatkuvan liikkeen. Liukumäet voivat korvata roottorit edestakaisin liikettä varten, mikä voi toimia kytkimenä.

Näiden moottoreiden suurin etu on ollut pienentäminen. Muitakin etuja on, kuten alhaiset tehovaatimukset ja vähäinen huoltotarve. Magneettiset ja sähköiset häiriöt eivät myöskään vaikuta pietsosähköiseen moottoriin, koska kiderakenne vaatii erityisiä taajuuksia liikkeen luomiseksi.
Luonnolliset kiteet, mukaan lukien kvartsi ja turmaliini, voivat tarjota pietsosähköisiä ominaisuuksia. Yleensä käytetään titaaniin ja muihin mineraaleihin perustuvia keramiikkatuotteita. Joillakin fluoripolymeeritekniikkaan perustuvilla polymeereillä voi myös olla pietsosähköisiä ominaisuuksia.
Normaali sähkömoottori voi tarjota suurta nopeutta pienellä vääntömomentilla, vääntövoimalla, joka aiheuttaa pyörimisen. Pietsomoottorit puolestaan ​​toimivat pienemmillä nopeuksilla, mutta niiden kokoon verrattuna on suuri vääntömomentti. Lisäksi ne voivat tarjota erittäin tarkkoja liikkeitä, jotka eivät ole mahdollisia sähkömoottoreilla. Mahdollisuus pienentää nanomittakaavaksi tai mikroskooppikokoiseksi mahdollistaa niiden käytön monenlaisissa lääketieteellisissä, teollisissa ja kuluttajakäyttöön tarkoitetuissa sovelluksissa.