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  压电陶瓷
压电双晶振子

压电驱动器


1) 压电驱动器原理

压电驱动器是基于波动原理的新型控制与驱动的微驱动器。它利用压电元件的逆压电效应,将电能转换为机械能的新型驱动装置。

2) 压电驱动器特点

压电驱动器压电体对电信号响应快、分辨率高、推力大,无磁场干扰同时也不受外界磁场干扰,且体积小;若在马达应用中,压电驱动器主要是依靠摩擦驱动,又具有低速、大力矩和高分辨率;同时无信号输入时,依靠静摩擦力又可使马达输出轴保持自锁,又由于其具有单位体积输出能量大、结构紧凑、形式多样、可控性好,在精密机械和自动控制领域中展现了良好的应用前景。

3) 驱动器基本结构。(陶瓷驱动器结构)

Bimorph是现在我们经常用到的。它是金属弹性片夹在两片陶瓷元件里而Unimorph是只有一片陶瓷元件和一片金属弹性片在一起的。
下面是双压电晶片(Bimorph)驱动器结构基本原理如下:

图示为Bimorph压电驱动器例子

a)为各向异性弹性金属片,能够加强碳光纤的导向能力,使位移放大率比同向的增大1.5倍。而尖细的Bimorph如图示

b),该结构可加大共振频率并能够保护触点位移。

下图为两种压电bimorph在电荷作用下的情况:a) 机械上与电路上均串联的偏振型 b) 机械上串联电路上并联的偏振型

其对应的形变量如下:

a)
b)
其中:d31----压电常数;L----陶瓷元件长度; t----陶瓷元件厚度;V----电压。
相应的频率为:



其中:L----陶瓷元件长度; t----陶瓷元件厚度;ρ----陶瓷元件密度;s11E----弹性柔顺系数。
当有中间因子的时候,其位移如下:

§=


其中d31----压电常数;L----陶瓷元件长度; t----陶瓷元件厚度;V----电压 Ths----中间因子厚度