رازهای کره سرامیکی پیزو

کره سرامیکی پیزو

مبدل های کره ای پیزو

نیمکره سرامیکی پیزو

مواد اصلی PZT در موتورهای اولتراسونیک شامل پیزو سرامیک مواد و مواد اصطکاکی استفاده می شود. مواد سرامیکی دستگاه تولید ارتعاش اولتراسونیک و دستگاه بازخورد حسگر موتور پیزوالکتریک است و مواد اصطکاک محیط انتقال گشتاور خروجی موتور پیزوالکتریک است و هر دو عملکرد مستقیماً با ویژگی های خروجی موتور مرتبط هستند. هر چه ضریب اصطکاک مواد اصطکاک بیشتر باشد، تلفات تغییر سرعت موتور اولتراسونیک کمتر است و سختی مواد اصطکاک بر سرعت و نیروی محرکه موتور تأثیر می گذارد. 

سرامیک پیزوالکتریک به عنوان ماده مبدل موتورهای اولتراسونیک به نقطه کوری بالا در عملکرد، محدوده دمای عملیاتی گسترده، عملکرد پیزوالکتریک پایدار، عملکرد ضد پیری خوب، استحکام مکانیکی بالا، ضریب جفت الکترومکانیکی بالا، ضریب کیفیت مکانیکی و فشار، ثابت الکتریکی، تلفات دی الکتریک کم، فرکانس پاسخ گسترده نیاز دارد. تعیین کننده نهایی عملکرد نهایی نیمکره سرامیکی پیزو ماهیت مواد خام سرامیکی پیزوالکتریک است. خلوص مواد، ظرافت، اندازه ذرات و توزیع، واکنش پذیری، شکل کریستالی، در دسترس بودن و هزینه باید در نظر گرفته شود و کنترل شود. در حال حاضر از سرامیک های پیزوالکتریک با قدرت بالا در داخل و خارج از کشور استفاده می شود. PZT4، PZT8 و PZT5 وجود دارد. به منظور دستیابی به عملکرد کلی و قابلیت طراحی بهتر، کشورهای مختلف به شدت در حال توسعه کامپوزیت های پیزوالکتریک و فیلم های پیزوالکتریک هستند تا از محیط زیست محیطی محافظت کنند. تحقیق در مورد سرامیک های پیزوالکتریک بدون سرب و سرامیک های نانو پیزوالکتریک.

از آنجایی که ایجاد مدل ریاضی موتور اولتراسونیک دشوار است کره پیزوسرامیک کم هزینه و دارای غیر خطی بودن و تغییرات زمانی قوی است، کنترل سرعت و موقعیت با دقت بالا بسیار دشوار است. در این مرحله، وظیفه تحقیق سیستم کنترل اتخاذ استراتژی‌های کنترل تطبیقی، کنترل فازی و کنترل شبکه عصبی برای حل مشکل غیر خطی بودن ویژگی‌های سرعت، متغیر بودن زمان، وابستگی شدید و تماس ناهموار بین روتور و استاتور است. نوسانات سرعت روتور و سایر مسائل، کره پیزوالکتریک مواد PZT به گونه ای است که برای دستیابی به کنترل دقیق سرعت و کنترل موقعیت.

موتور اولتراسونیک در مقایسه با موتور الکترومغناطیسی سنتی مزایای زیادی دارد که می تواند بر محدودیت اصل کار و ساختار موتور الکترومغناطیسی غلبه کند و نیازهای ویژه ای را که توسط توسعه علم و فناوری ایجاد می شود برآورده کند. پس از بیش از 30 سال تحقیق و اکتشاف، به طور گسترده ای در بسیاری از زمینه ها مانند اپتوالکترونیک، هوافضا، ساخت ماشین آلات، رباتیک، ابزار دقیق و لوازم خانگی استفاده شده است. مبدل‌های کره‌ای پیزو هنوز در مراحل اولیه توسعه هستند. هنوز مشکلات زیادی وجود دارد که باید حل شوند، مانند تئوری دقیق فرآیند کار، ارزیابی مشخصات فنی، تجزیه و تحلیل ویژگی‌های کنترل، بهبود کارایی، استفاده از حالت‌های ارتعاشی جدید و توسعه مواد اصطکاکی. برای رسیدن به سطح پیشرفته بین المللی در اسرع وقت، علاوه بر اینکه کره مبدل پیزوالکتریک تلاش های تحقیقاتی در مورد مکانیسم موتور، طراحی ساختاری و فلسفه کنترل را افزایش می دهد، ما باید فرآیند ساخت و روش های تشخیص موتور را نیز افزایش دهیم.