Pietsosähköisen keraamisen muuntajan periaate ja sovellus

Pietsosähköisen keraamisen muuntajan periaate

Pietsosähköinen keraaminen muuntaja on uudentyyppinen sirulaite, joka toteuttaa matalajännitteisen tulon ja korkean jännitteen ulostulon sähköenergian sekundäärienergian muuntamisen kautta --- mekaaninen energia --- sähköenergia. Sen perusrakenteella on useita muotoja muodon, elektrodin ja polarisaatiosuunnan mukaan, joista yleisimmin käytetty pitkälevyrakenne on pietsosähköinen muuntaja. Sillä on yksinkertainen rakenne, se on helppo valmistaa ja siinä on korkea nostosuhde.

Perinteiseen sähkömagneettiseen muuntajaan verrattuna pietsosähköisen keraamisen muuntajan materiaalit, tuotteen rakenne, prosessitekniikka ja toimintaperiaate ovat erilaisia. Sähkömagneettisissa muuntajissa käytetyt pääasialliset materiaalit ovat magneettiset materiaalit ja johtavat materiaalit, joita käytetään vastaavasti rakenteen sydämenä ja kääminä, ja energian muuntomuoto on sähkömagneetti-sähköinen. Tärkeimmät pietsosähköisissä keraamisissa muuntajissa käytetyt materiaalit ovat binäärisiä pietsosähköisiä keraamisia materiaaleja (PZT), kuten lyijyzirkonaattititanaattia, kolmikomponentteja pietsosähköisiä keraamisia materiaaleja (PCM, PSM) eli lisää muita elementtejä ja neljä PZT:n perusteella Elementtipohjaisia pietsosähköisiä keraamisia materiaaleja jne., korkeapaineiset pietsosähköiset keraamiset materiaalit jne. polarisaatio, ja sen energian muunnostapa on sähkömekaaninen-sähköinen. Nähdään, että sähkömagneettisen muuntajan energian muuntaminen on suoritettava ortogonaalisessa kolmiulotteisessa tilassa sen rakenteellisen muodon mukaan ja pietsosähköinen keraaminen muuntaja voi suorittaa energian muuntamisen tasossa. Siksi pietsosähköinen keraaminen muuntaja on helppo suunnitella sirutyyppiseksi rakenteeksi.

Pietsosähköisen keraamisen muuntajan toimintaperiaate on käyttää pietsosähköisen keraamisen materiaalin positiivisen pietsosähköisen vaikutuksen ja käänteisen pietsosähköisen vaikutuksen ominaisuuksia. Niin kutsuttu positiivinen pietsosähköinen vaikutus on, että tämä PZT-materiaali synnyttää varauksen tai jännitteen voiman vaikutuksen (tai muodonmuutoksen) alaisena, ja käänteinen pietsosähköinen vaikutus on, että materiaali muuttaa muotoaan tai värisee, kun jännitettä käytetään. Pietsosähköisen keraamisen muuntajan toimintaperiaate on käyttää pietsosähköisen keraamisen materiaalin positiivisia ja käänteisiä pietsosähköisiä efektiominaisuuksia suunnittelemalla elektrodin suuntausominaisuudet ja pietsosähköisen keraamisen kappaleen polarisaatiosuunta sekä käyttämällä käänteistä pietsosähköistä vaikutusta vaiheen tekemiseen tuloliittimellä. Kytketty pietsosähköinen keraaminen runko synnyttää mekaanista värähtelyä jännitteen vaikutuksesta, ja sitten positiivinen pietsosähköinen vaikutus saa lähtöliittimeen kytketyn pietsosähköisen keraamisen kappaleen muodostamaan jännitteen. Kun tuloliittimen ja lähtöliittimen impedanssi eivät ole samat, jännite ja virta molemmissa päissä eivät myöskään ole yhtä suuret, jolloin toteutuu tuloliittimen ja lähtöliittimen välisen jännitteen ja virran suuruuden muuttamisen toiminto.

Pietsosähköisen keraamisen muuntajan rakenne
Pietsosähköinen keraaminen muuntaja käyttää pietsosähköisiä materiaaleja, jotka käyttävät sähkömekaanisia muunnosominaisuuksia ja toimivat yhteistyössä komponentin värähtelyosan ja sähköntuotantoosan moottorin kanssa polarisaatiosuunnittelun suorittamiseksi. Tulojännite tekee pietsosähköisen kappaleen resonanssitilassa, ja sitten positiivinen pietsosähköinen vaikutus muuttaa korkean jännityksen, joka muunnetaan jännitelähtöön, jotta saavutetaan jännitteen muunnosvaikutus.