Пьезоэлектрические двигатели с пассивным роторомРассмотрим пьезоэлектрические двигатели с пассивным ротором и возбуждением крутильных колебаний пд с пассивным статором. Сочетание крутильных и продольных колебаний также может быть использовано при создании новых конструкций ПД. В отличие от колебаний сдвига по толщине цилиндрической оболочки, крутильные колебания в Оболочке можно рассматривать как колебания сдвига по образующей цилиндра. Колебания сдвига по толщине в элементарном объеме могут быть возбуждены напряжениями, приложенными как по толщине, так и по длине пьезоэлемента. Для реализации этих вариантов пьезоэлемент изготавливают из нескольких склеенных частей. Если из каждых двух соседних секций одну поляризовать продольно, а другую по толщине, то крутильные колебания можно возбудить и в сплошном полом цилиндре. В этом случае электроды наносит на поверхность цилиндра в виде колец или полос. Один из вариантов ПД с электрическим возбуждением крутильных колебаний показывает, что возбуждение продольных колебаний происходит при угле контакта, равном нулю; поэтому для вращения ротора необходим пусковой момент. Если осциллятор ПД с электрическим возбуждением крутильных колебаний рассчитать так, чтобы рабочими частотами были частоты первых мод крутильных и продольных колебаний, то части ротора будут вращаться в противоположных направлениях. Для того чтобы обеспечить вращение в одном направлении, номера мод крутильных и продольных колебаний должны отличаться на нечетное число.Простейший двигатель с пассивным статором, который востребован, как кондиционер Москва, представляет собой осциллятор, выполненный в виде диска, закреплен на валу одним из возможных способов. Напряжение через скользящие контакты подается на осциллятор. На его поверхность опирается одна или несколько упругих пластинок. Один из предполагаемых механизмов работы такого двигателя заключается в следующем. Радиальные колебания, электрически возбуждаемые в диске, создают в месте контакта диска с пластиной переменную силу, нормальную к поверхности диска. Составляющие этой силы возбуждают продольные и изгибные колебания, которые формируют траекторию точки контакта. В качестве осциллятора можно использовать и цилиндрическую оболочку. Для уменьшения износа на пьезоэлемент одевают стальной обруч или наносят слой износостойкого материала. Для увеличения мощности ПД осциллятор окружают упругими пластинами, которые одновременно позволяют устанавливать ротор в корпусе без подшипников. Обращенный вариант ПД с осциллятором в виде цилиндрической оболочки позволяет исключить скользящие контакты. Использование осциллятора с возбуждением колебаний сдвига по толщине цилиндрической оболочки дает возможность увеличить рабочие частоты ПД с пассивным статором. Наоборот, уменьшение частоты двигателя достигается при возбуждении колебаний сдвига по образующей цилиндра, т. е. крутильных колебаний. Пьезоэлектрические двигатели с пассивным статором имеют сравнительно невысокие удельные характеристики; их к. п. д. пока не превышают 20%, причем двигатели являются нереверсивными и, как правило, низкооборотными. Следует, однако, отметить, что их акустические шумы имеют низкий уровень, что существенно при использовании указанных ПД для привода диска электропроигрывателя. |
||
