Koncepcja, realizacja i analiza nowego typu silnika piezoelektrycznego o strukturze wielokomórkowej

• Autorzy: Ryndzionek R. , Rouchon J.-F. , Ronkowski M.

Warianty tytułu

EN

Design, Modeling and Analysis the New Type of Piezoelectric Motor Using Multicell Structure

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Dotychczasowe wyniki badań w obszarze aktuatorów piezoelektrycznych, wskazują ich potencjalnie duże możliwości w przyszłych zastosowaniach specjalnych. W artykule przedstawiono proces projektowania nowego typu silnika piezoelektrycznego. Opisane zostały wybrane topologie maszyn piezoelektrycznych. Przedstawiono wady i zalety silnika ultrasonicznego z falą biegnącą oraz silnika o ruchu obrotowym. W ramach realizacji projektu została dokonana synteza wyżej wymienionych silników. W kolejnych rozdziałach zaprezentowano etapy modelowania i realizacji prototypu wielokomórkowego silnika piezoelektrycznego. Przedstawione i skomentowane zostały wyniki pomiarów częstotliwości rezonansowych oraz drgań prezentowanej maszyny. Wyniki badań są kontynuacją prac nad aktuatorami piezoelektrycznymi prowadzonymi na Wydz. Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej.

EN

This paper describes a new type of piezoelectric motor. The results, obtained In the field of piezoelectric motors, have pointed out that these motors have potentially high possibilities in the future special applications. The research work presents the design, simulations and characteristics of the piezoelectric motor with three rotation-mode actuators. The motor is characterized by a high power, high speed and torque. The purpose of those efforts was to develop a new actuator dedicated for the embedded applications. In the paper, the main topologies of piezoelectric motors have been discussed, the motor’s main characteristics was described and conclusions have been presented.

Słowa kluczowe

PL

piezoelektrycznnośc; przetwornik piezoelektryczny; silnik z falą biegnącą; częstotliwości rezonansowe; symulacja

EN

piezoelectricity; piezoelectric actuator; traveling wave motor; resonant frequency; simulation

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Górnośląski Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Maszyny Elektryczne : zeszyty problemowe
• Rocznik: 2013
• Tom: Nr 4(100), cz. 2
• Strony: 77--82
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys.

Twórcy

autor

Ryndzionek R.

• Katedra Energoelektroniki i Maszyn Elektrycznych, Politechnika Gdańska

autor

Rouchon J.-F.

• INP-LAPLACE, Toulouse, France

autor

Ronkowski M.

• Katedra Energoelektroniki i Maszyn Elektrycznych, Politechnika Gdańska

Bibliografia

• [1] Bishop R. H., The Mechatronics Handbook, The University of Texas, Austin, 2002.
• [2] Garbuio L., Rouchon J-F., Electroactive lubrication: application to the friction reduction in a thermal engine, JFT05, Tarbes, 2005.
• [3] Szlabowicz W., Rouchon J-F., Nogarede B., Design and realization of a rotating-mode piezoelectric motor for aeronautic applications, 10th International Conference on New Actuators, 14 16 June, Bremen, Germany, 2006.
• [4] Adriaens H.J.M.T.A., De Koning W. L., Banning R., Modeling piezoelectric actuators, IEEE/ASME Transactions on mechatronics, vol. 5, no 4, pp. 331–341, 2000.
• [5] H. Hirata, S. Ueha, Design of a Traveling Wave Type Ultrasonic Motor, IEEE Transactions on Ultrasonics Ferroelectrics and Frequency Control, Vol. 42, No. 2, 1995.
• [6] Guyomar D., Aurelle D., Eyraud L., Simulations of transducer behavior as a function of the frequency and the mechanical, dielectric and piezoelectric losses, IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control, vol. 1, pp 365-372, 1996.
• [7] Y. Ting, Y. Tsai, B-K. Hou, S-C Lin, C-C Lu, Stator Design of a New Type of Spherical Piezoelectric Motor, IEEE Transactions on Ultrasonics Ferroelectrics and Frequency Control, Vol. 57, No. 10, 2010.
• [8] Sashida T., Kenjo T., An introduction to ultrasonic motors, Oxford, Clarendon Press, 1993.
• [9] Y. Bar-Cohen, X. Bao, W. Gradia, Rotary Ultrasonic Motors Actuated By Traveling Flexural Waves, Proceeding of SPIE’s 6th Annual International Symposium on Smart Structures and Materials, 1-5 March, 1999
• [10] T. Mashimo, S. Toyama, H. Ishida, Design and Implementations of Spherical Ultrasonic Motor, IEEE Transactions on Ultrasonics Ferroelectrics and Frequency Control, Vol. 56, No. 11, 2009
• [11] N. Tekesue,T. Ohara, R. Ishibashi, S. Toyama, M. Hoshina, Y. Hirai, N. Fukaya, J. Arata, H. Fujimoto, Position Control Methods of Spherical Ultrasonic Motor, The 2010 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems. 2010
• [12] M. Hao, W. Chen, Analysis and Design of a Ring-type Traveling Ultrasonic Motor, Proceedingd of the 2006 IEEE International Conference on Mechatronics and Automation, Luoyang, China
• [13] J. Yong, J-F. Rouchon, Resonant piezo electric force sensor using two bending differentia modes, Industrial Electronics (ISIE), IEEE International Symposium, 2011, s. 1307-1312
• [14] Koa H-P, Kimb S, Kima J-S, Kima H-J, Yoona S-J, “Wear and dynamic properties of piezoelectric ultrasonic motor with frictional materials coated stator.”, Materials Chemistry and Physics, Volume 90, Issues 2–3, 15 April 2005, Pages 391–395
• [15] www.autodesk.com