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Applicazione del trasformatore ceramico piezoelettrico

Visualizzazioni: 7     Autore: Editor del sito Orario di pubblicazione: 27/09/2019 Origine: Sito

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  Allo stato attuale, il trasformatore ceramico piezoelettrico è stato ampiamente utilizzato in una serie di campi, tra cui elettrodomestici e prodotti militari ad alta tecnologia. Una delle applicazioni più tipiche è quella di pilotare lampade fluorescenti a catodo freddo. Questo perché le caratteristiche di tensione e corrente dell'ingresso e dell'uscita del trasformatore ceramico piezoelettrico sono molto adatte per la lampada fluorescente negativa fredda. Le caratteristiche del dispositivo sono l'elevata impedenza di uscita, la bassa corrente di uscita e l'ampia variazione della tensione di uscita con l'impedenza. Mentre la lampada fluorescente fredda necessita di una tensione di avvio di 1 000 V quando viene avviata, necessita di una tensione molto inferiore quando viene avviata.  La ceramica piezoelettrica Pzt è in uno stato di funzionamento stabile, che corrisponde a circa la metà della tensione di avvio e la sua impedenza è molto inferiore a quella di avvio. Inoltre, la lampada fluorescente fredda necessita di una corrente molto inferiore. Queste caratteristiche delle lampade fluorescenti fredde sono molto simili a quelle dei trasformatori ceramici piezoelettrici. Un'altra importante area di applicazione dei trasformatori ceramici piezoelettrici sono i convertitori CC e CC. Oltre a ciò, ci sono molte applicazioni dei trasformatori ceramici piezoelettrici, come quelli utilizzati nei sistemi antideflagranti sicuri. Bastoni elettrici, reti antifurto, cassette di prelievo, portacontanti e armadietti di sicurezza, tubi catodici, tubi a catodo freddo in schermi a cristalli liquidi, lampade al neon, tubi laser o tubi a raggi X, spruzzatura elettrostatica ad alta tensione, floccaggio elettrostatico ad alta tensione e tubi di visualizzazione radar, accenditori a impulsi ad alta tensione in sistemi di accensione e fotocopiatrici, stampanti laser, fax e silenziatori, generatori elettrici, fotocopiatrici elettrostatiche, apparecchiature mediche, deodoranti per ambienti, cabine di disinfezione con ozono, apparecchiature militari e aerospaziali, ecc. Vale la pena sottolineare che quando si cerca di sostituire il tradizionale trasformatore elettromagnetico avvolto con un trasformatore ceramico piezoelettrico, non dovremmo sostituirlo ciecamente, perché il trasformatore ceramico piezoelettrico ha requisiti rigorosi per il suo circuito periferico. Attualmente, i produttori vendono solitamente il trasformatore come set completo e raramente vendono separatamente il trasformatore ceramico piezoelettrico isolato.

       

Ricerca sui materiali del trasformatore ceramico piezoelettrico        


I materiali ceramici piezoelettrici sono stati ampiamente utilizzati in filtri, trasduttori ultrasonici, attuatori piezoelettrici e sensori. Dispositivi diversi richiedono parametri prestazionali diversi dei materiali ceramici piezoelettrici. Il principio di funzionamento dei trasformatori ceramici piezoelettrici si realizza utilizzando gli effetti piezoelettrici positivi e negativi dei materiali piezoelettrici. Nel trasformatore ceramico piezoelettrico, il trasduttori piezoelettrici a disco ceramico . come trasformatori vengono utilizzati All'estremità di ingresso del dispositivo, l'energia alternata del trasformatore ceramico piezoelettrico di ingresso viene convertita in energia di vibrazione meccanica attraverso l'effetto piezoelettrico inverso. All'estremità di uscita del trasformatore ceramico piezoelettrico, la vibrazione meccanica viene convertita in energia elettrica alternata attraverso l'effetto piezoelettrico positivo e l'impedenza viene trasformata nelle due trasformazioni di energia, quindi viene realizzata la frequenza di risonanza del trasformatore ceramico piezoelettrico. Per ottenere la massima efficienza di conversione energetica, è necessario selezionare ceramiche piezoelettriche con proprietà specifiche. Per le ceramiche piezoelettriche utilizzate per trasformatori ceramici piezoelettrici, sono richiesti un coefficiente di accoppiamento elettromeccanico più elevato, un fattore di qualità meccanica e un fattore di qualità elettrica più elevati nonché il più basso possibile. Lo sviluppo del trasformatore ceramico piezoelettrico è inseparabile dallo sviluppo del materiale ceramico piezoelettrico a causa del suo coefficiente di temperatura. Nella fase iniziale della ricerca sul trasformatore ceramico piezoelettrico, il materiale ceramico piezoelettrico è principalmente monolitico e il suo rappresentante importante è la ceramica al titanato di bario. Sebbene questo tipo di materiale ceramico piezoelettrico abbia un'elevata costante dielettrica, la sua temperatura è stabile. Queste caratteristiche della ceramica piezoelettrica al titanato di bario non sono favorevoli allo sviluppo e all'applicazione di trasformatori ceramici piezoelettrici ad alta potenza.

Il titanato di zirconato di piombo è un materiale ceramico piezoelettrico binario, che ha proprietà piezoelettriche molto forti e molto stabili. Rispetto alla ceramica piezoelettrica al titanato di bario, la ceramica piezoelettrica al titanato di zirconato di piombo ha molti tipi di materiali. Il materiale PZT-4 è una sorta di emissione. Il materiale PZT-8 è un tipo di ceramica piezoelettrica con basse perdite meccaniche e dielettriche, ampio campo di depolarizzazione CA, elevata costante dielettrica, coefficiente di accoppiamento elettromeccanico e costante piezoelettrica. È particolarmente adatto per l'eccitazione di forti campi elettrici e di grande ampiezza meccanica, quindi viene spesso utilizzato nei trasduttori di trasmissione e nei trasformatori piezoelettrici. La costante dielettrica, il coefficiente di accoppiamento elettromeccanico e la costante piezoelettrica delle ceramiche piezoelettriche del materiale PZT-4 sono leggermente inferiori a quelle del materiale PZT-4, ma la loro resistenza alla trazione e stabilità sono migliori di quelle del materiale PZT-4. Hanno anche un fattore di qualità meccanica più elevato e sono più adatti per l'eccitazione ad elevata ampiezza meccanica. Pertanto, sono ampiamente utilizzati per i trasformatori ceramici piezoelettrici. Al fine di soddisfare le esigenze di sviluppo di trasduttori ceramici piezoelettrici ad alta potenza e trasformatori ceramici piezoelettrici, sono state sviluppate ceramiche piezoelettriche ternarie sulla base di titanato zirconato di piombo binario quarzo di cristallo ceramico piezoelettrico . Le ceramiche piezoelettriche ternarie erano realizzate con materiali a granulometria fine, caratterizzati da buone prestazioni di sinterizzazione, bassa temperatura di sinterizzazione, bassa porosità e alta qualità. Le ceramiche piezoelettriche ternarie sono comunemente usate come titanato di zirconato di magnesio e niobio di piombo, titanato di zirconato di zirconato di piombo niobio e zinco e titanato di zirconio di manganese di piombo e tellurio. Al fine di migliorare ulteriormente le prestazioni dei trasformatori ceramici piezoelettrici, la ceramica piezoelettrica quaternaria è stata sviluppata sulla base della ceramica piezoelettrica ternaria. Le loro caratteristiche principali sono simili alle ceramiche piezoelettriche ternarie, ma il coefficiente di accoppiamento elettromeccanico, il fattore di qualità meccanica e il fattore di qualità elettrica sono più elevati. È più adatto ai requisiti del trasformatore ceramico piezoelettrico ad alta potenza.


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