Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

Nowa wersja platformy, zawierająca wyłącznie zasoby pełnotekstowe, jest już dostępna.
Przejdź na https://bibliotekanauki.pl

Ograniczanie wyników

1 Prace Instytutu Elektrotechniki

1 2001

1 Dąbrowski M.

Znaleziono wyników: 1

Liczba wyników na stronie

Wyniki wyszukiwania

Wyszukiwano:
w słowach kluczowych: silniki ultrasoniczne

Sortuj według:

Ogranicz wyniki do:

Evolution of the theory and application of ultrasonic motors

100%

Dąbrowski M.

2001

tom Z. 208

33-45

The survey paper opens with an outline of the history of the ultrasonic motors. The longitudinal and transverse piezoelectric effect is presented. The Langevine vibrator which uses the longitudinal effect is described. The wedge-type and the ultrasonic-wave motors are presented. Special attention is paid to the basic operating principle of rotating ring motor . Also the simple model for treating flexural waves that propagate on a ring is presented. The theoretical aspects of the motor are discussed: The advantages and application possibilities of ultrasonic motors are presented.

Praca ma charakter przeglądowy i dotyczy nowego rodzaju ultrasonicznych maszyn elektrycznych, nazywanych także piezoelektrycznymi, stosowanych głównie jako silniki w napędach wymagających dużych momentów obrotowych przy małych prędkościach. Podstawowym elementem silnika ultrasonicznego jest piezoelektryczny wzbudnik mechanicznych drgań sprężystych o częstotliwości w przedziale od ok. 20 do ok. 80 kHz. W silniku wykorzystuje się zarówno podłużne jak i poprzeczne zjawisko piezoelektryczne - rys. 1. Początkowo rozwijały się silniki działające na podstawie podłużnego efektu piezoelektrycznego, 23 których stosowano wzbudnik opracowany przez Langevina - rys. 2. Dla zwiększenia amplitudy drgań mechanicznych na końcu wzbudnika stosuje się nasadkę o zwężającej się powierzchni przekroju, spełniającej rolę w stosunku do siły i przesunięcia podobną jak transformator w stosunku do napięcia i prądu - rys. 3. Silnik działający na tej zasadzie oraz jego podstawowe charakterystyki przedstawiono na rys. 4 oraz na rys. 5. Około 1982 r. powstały pierwsze prototypy silników działających na zasadzie poprzecznego efektu piezoelektrycznego. Przymocowane do sprężystej belki wzbudniki wywołują w niej stojącą, a w szczególnych okolicznościach ruchomą falę naprężeń i odkształceń, rys. 6. Szczególnie duże znaczenie mają silniki, w których część nieruchoma, tj. stojan, ma kształt pierścienia. Umieszczając na jego powierzchni zespół wzbudników piezoelektrycznych wzbudzanych dwufazowym napięciem przemiennym, można uzyskać w pierścieniu wirujące pole naprężeń i odkształceń sprężystych - rys. 7. Częstotliwość napięcia zasilającego wzbudniki należy dobrać odpowiednio do częstotliwości drgań własnych obciążonego pierścienia. Układ powinien bowiem pracować w pobliżu rezonansu, wtedy jego sprawność jest największa. Sposób wzbudzania wirujących drgań mechanicznych jest analogiczny do wzniecania wirującego pola magnetycznego w silnikach indukcyjnych, rys. 8. Do stojana jest dociskany wirnik wykonany z odpowiednio dobranego tworzywa sprężystego, na który pod wpływem tarcia przenoszony jest moment obrotowy. Zestaw elementów silnika obrotowego przedstawiono na rys. 9. Silniki ultrasoniczne dzięki swym zaletom: bezszumnej pracy, możliwości wykonania bez wału, samohamowności, bardzo dokładnemu zatrzymywaniu się w wymaganym położeniu, bardzo małej mechanicznej stałej czasowej, a w szczególności dzięki bardzo dużemu momentowi obrotowemu na jednostkę masy znalazły szerokie zastosowanie w napędach specjalnych. W pracy przytoczono zastosowania w napędach robotów, urządzeniach przeznaczonych do pomieszczeń o wymaganym małym poziomie szumów, w aparatach i kamerach fotograficznych a także w wyposażeniu statków kosmicznych. Prace nad tymi silnikami są kontynuowane w wielu ośrodkach, zwłaszcza w Japonii, USA oraz w Niemczech.