Ultraäänimoottorin pietsosähköisen keraamisen polarisaatiolaitteen tutkimus

1 Ehdotettu polarisaatio
Liikkuvan aallon tyyppinen ultraäänimoottori luottaa liikkuvaan aaltoon elastisessa kappaleessa saadakseen pyörimismomentin roottorin välisen kitkan avulla. Liikkuvan aallon tyyppisen ultraäänimoottorin perustoimintaperiaatteen mukaan pietsosähköiseen värähtelijään käytetty perinteinen menetelmä on jakaa ensin värähtelytilan mukaan, kuinka monta osiota ja kuinka monta kertaa polarisaatiota. Tutkimuksessa havaittiin, että tällä pietsosähköisten vibraattorien polarisaatiolla on suuria haittoja. Useista polarisaatioista johtuen osioiden polarisaatiovaikutukset polarisoinnin jälkeen ovat erilaisia, joten kahden pietsosähköisen värähtelijän virittämien taivutusaaltojen amplitudeja ei voida tasapainottaa. Tällä hetkellä kitkakerroin roottorin ja staattorin välillä on pienempi, mikä vaikuttaa moottorin tehokkuuteen. Yllä olevien ongelmien ratkaisemiseksi ja polarisaation tasaisuuden parantamiseksi tässä artikkelissa ehdotetaan samanaikaista isotrooppista polarisaatiomuotoa. Ensinnäkin pietsosähköinen keramiikka ensin ositetaan, ja sitten suurjännitteen generoivan piirin lähtöjännitteen positiivinen polariteetti kytketään pietsosähköisen keramiikan positiiviseen polarisaatioosioon sähkökentän jakolaitteen kautta; lähtöjännitteen negatiivinen napaisuus on kytketty pietsosähköisen keramiikan kääntöpuolelle. Polarisointilaitteen jännitteen saamisen jälkeen pietsosähköinen keramiikka polarisoidaan samanaikaisesti samaan suuntaan.

2 yleisrakenne
Yleisesti käytetyn lämpöpolarisaation lisäksi Pietsokeramiikkakidekvartsisauvapolarisaatioprosessilla on myös korkean lämpötilan ja matalan jännitteen polarisaatio, resonanssipolarisaatioprosessi ja vastaava. Eri polarisaatioprosesseilla on erilaiset suunnitteluvaatimukset polarisointilaitteille. Polarisaatiovaatimusten täyttämisen edellytyksenä on, että suunnitellun polarisaatiolaitteen tekemiseksi yksinkertaiseksi ja luotettavaksi, toiminta on yksinkertaista, he valitsevat lämpöpolarisaatioprosessin, eli polarisoitava pietsosähköinen keramiikka asetetaan silikoniöljyyn ja kuumennetaan 100 °C ~ 150 °C, minkä jälkeen virta kohdistetaan keraamisen alueen yli niin pitkälle kuin mahdollista pietsosähköisen alueen poikki. ulkoinen sähkökenttä ja poistetaan tietyn ajan kuluttua. Polarisaatiomekanismi on yksinkertaisesti voimakkaan DC-sähkökentän vaikutuksen alaisena, alunperin kaoottisesti orientoidut polarisaatioalueet (sähköalueet) on järjestetty järjestykseen sähkökentän suunnassa. Kun sähkökenttä on poistettu, keraamisen kappaleen alueet säilyttävät edelleen tietyn suunnan sähkökenttää pitkin. Täten isotrooppisesta monikiteestä (sähköisen painopisteen siirtymää ei ole eikä pietsosähköä ole) tulee anisotrooppinen monikiteinen, joten pietsokeramiikkakappaleella on pietsosähköisiä ominaisuuksia. Termisen polarisaation prosessivaatimusten mukaisesti polarisaatiolaitteen on saatava aikaan vakio polarisaatiolämpötila, sopiva polarisaatiosähkökenttä ja haluttu sähkökenttäjakauma. Suunnitteluvaatimusten mukaan pietsosähköisen keraamisen polarisaatiolaitteen tulisi koostua pääasiassa seuraavista kolmesta osasta:
1 lämmityspiiri. Pääasiassa lämmittimellä, lämpötilansäätimellä. Se koostuu polarisoivasta urasta.
2 polarisaatio suurjännitegeneraattoripiiri.
3 sähkökentän jakelulaite.

3 lämpötilansäädin
Järjestelmä perustuu mikrokontrolleriin ytimenä, joka hallitsee ja koordinoi koko säädintä. Se käyttää lämpötila-anturia lämpötilan mittauskomponenttina, V/F-piiriä A/D-muunnoksena, vahvaa häiriönestokykyä. Lämpötilasäätimessä toiminnot, kuten lämpötilan ja ohjausparametrien asetus ja käyttö, voidaan suorittaa näppäimistön ja näyttöpiirin avulla. Ohjainohjelma ottaa käyttöön algoritmin. Ohjausperiaatteena on löytää ensin mittauspolarisaatiolämpötilan ja asetetun lämpötilan poikkeamaarvo ja sitten käsitellä poikkeama arvo ohjaussignaalin saamiseksi lähtösignaalin käyttösuhteen säätämiseksi, jolloin säätämällä kuumennusajan suhdetta tietyssä jaksossa käytetään polarisaatiokylvyn lämpötilan säätämiseen. Järjestelmän toimintaprosessi on seuraava: lämpötilasignaali muunnetaan jännitesignaaliksi integroidulla lämpötila-anturilla ja jännitesignaali vahvistetaan ja suodatetaan jännite-taajuusmuunnoksen suorittamiseksi, ja saadaan aikaan logiikkapiirin kanssa yhteensopiva pulssijono ja pulssitaajuus ja lämpötila ovat tarkasti verrannollisia. Kun pulssi on eristetty optoerottimella, se syötetään yksisiruiseen mikrotietokoneeseen. Kun ohjelma on käsitelty, nykyinen lämpötila-arvo voidaan saada. Lämpötilaa verrataan lämpötilan asetettuun arvoon lämpötilapoikkeaman saamiseksi. Ohjausmäärä lasketaan algoritmilla ja ohjataan. Lämmittimeen kytketyn jännitteen on-off-aika lämpötilan säätelyn saavuttamiseksi.

4 polarisaatio korkea jännite generoiva piiri
Tehtävä polarisaatio korkea jännite Pietsosähköisen levymuuntimen generointipiirin tarkoituksena on tarjota sopivat sähkökenttäolosuhteet polarisaatiolle, joka on keskeinen osa pietsosähköistä keraamista polarisaatiolaitetta. Polarisoinnin suurjännitteen generoivassa piirissä keskiottojännitemuuntajaa ja nostomuuntajaa käytetään lisäämään kaupallista tehoa, antamaan korkea vaihtojännite ja sitten tasasuuntaamaan siltatasasuuntaajapiirin kautta polarisaatioon tarvittavan tasajännitteen saamiseksi. Polarisaatiotoiminnan aikana jännitteensäätömuuntajaa säädetään hitaasti lisäämään ulostulon tasajännitettä hitaasti, mikä tarjoaa sopivan DC-sähkökentän polarisaatiolle. Polarisaatiokokeessa havaitaan, että kun lähtöjännite säädetään tiettyyn arvoon, lähtöjännite laskee hitaasti polarisaatioprosessin edetessä. Polarisaatioprosessin pitämiseksi vakaana tarvitsemme sitä säätämällä jännitteensäätömuuntajaa, tulojännitettä nostetaan jatkuvasti lähtöjännitteen stabiloimiseksi.

5 Johtopäätös
Tutkimus osoittaa, että pietsosähköisen keramiikan jokaisen vyöhykkeen pietsosähköinen vakio d33, joka polarisoidaan samanaikaisesti samaan suuntaan, on johdonmukaisempi ja tasaisempi, mikä on hyödyllistä parantaa ultraäänimoottorin tehoa. Pietsosähköisen keramiikan pietsosähköisyyden parantamiseksi ja ultraäänimoottorin suorituskyvyn parantamiseksi kirjoittaja on tehnyt perustutkimusta pietsosähköisen laitteen polarisaatiolaitteella ja saavuttanut tiettyjä tuloksia, mutta pietsosähköisen keramiikan suorituskyvyn parantaminen edelleen riippuu myös seuraavista työn näkökohdista:

1 Pietsosähköisten keraamisten materiaalien jatkotutkimus, niiden valmistusprosessin ja materiaaliominaisuuksien parantaminen.
2 Tutki uusia polarisaatiomenetelmiä ja yritä maksimoida materiaalien suorituskyky.
3 Paranna korkeajännitteistä polarisaatiopiiriä virranlaadun ja syöttöalueen parantamiseksi.
4 Kokeiden avulla etsittiin optimaaliset polarisaatioolosuhteet erilaisille pietsosähköisille keramiikolle.