Forskning på piezoelektrisk keramisk polarisasjonsenhet for ultralydmotor

1 Foreslått polarisering
Ultralydmotoren av vandrerbølgetypen er avhengig av bevegelsesbølgen i det elastiske legemet for å oppnå rotasjonsmomentet ved friksjonen mellom rotoren. I henhold til det grunnleggende arbeidsprinsippet til ultralydmotoren av reisebølgetypen, er den konvensjonelle metoden som brukes for den piezoelektriske vibratoren å først dele inn i henhold til vibrasjonsmodusen, hvor mange partisjoner og hvor mange ganger polarisering. Studien fant at denne polariseringen av piezoelektriske vibratorer har store ulemper. På grunn av de mange polarisasjonene er polarisasjonseffektene til partisjonene etter polarisering forskjellige, så amplitudene til bøyebølgene som eksiteres av de to settene med piezoelektriske vibratorer kan ikke balanseres. På dette tidspunktet er friksjonskoeffisienten mellom rotoren og statoren lavere, og påvirker dermed motorens utgangseffektivitet. For å løse de ovennevnte problemene og forbedre polarisasjonsensartetheten, foreslår denne artikkelen en samtidig isotrop polarisasjonsmodus. Først blir den piezoelektriske keramikken først oppdelt, og deretter kobles den positive polariteten til utgangsspenningen til høyspenningsgenereringskretsen til den positive polarisasjonspartisjonen til den piezoelektriske keramikken gjennom den elektriske feltfordelingsanordningen; den negative polariteten til utgangsspenningen er koblet til baksiden av den piezoelektriske keramikken. Etter at polarisasjonsanordningen er aktivert, polariseres den piezoelektriske keramikken samtidig i samme retning.

2 overordnet struktur
I tillegg til den ofte brukte termiske polarisasjonen piezo keramisk krystall kvarts stang polariseringsprosess har også en høy temperatur og lav spenning polarisering, en resonant polarisasjonsprosess og lignende. Ulike polarisasjonsprosesser har forskjellige designkrav for polariserende enheter. Under forutsetningen om å oppfylle polarisasjonskravene, for å gjøre den utformede polarisasjonsanordningen enkel og pålitelig, er operasjonen enkel, de velger den termiske polarisasjonsprosessen, det vil si at den piezoelektriske keramikken som skal polariseres plasseres i silikonoljen og varmes opp til 100 ° C ~ 150 ° C, og deretter blir strømmen påført så langt som domenet som mulig i retning av det eksterne elektriske feltet og tas ut etter en viss tid. Polarisasjonsmekanismen er ganske enkelt under påvirkning av et sterkt elektrisk DC-felt, de opprinnelig kaotisk orienterte polarisasjonsområdene (elektriske domener) er ordnet i en rekkefølge langs retningen til det elektriske feltet. Etter at det elektriske feltet er fjernet, beholder domenene i den keramiske kroppen fortsatt en viss retning langs det elektriske feltet. Dermed blir den isotrope polykrystallen (det er ingen forskyvning av det elektriske tyngdepunktet og ingen piezoelektrisitet) en anisotropisk polykrystall, slik at den piezokeramiske kroppen har piezoelektriske egenskaper. I henhold til prosesskravene til termisk polarisering, må polarisasjonsanordningen gi en konstant polarisasjonstemperatur, et passende elektrisk polarisasjonsfelt og en ønsket elektrisk feltfordeling. I henhold til designkravene skal den piezoelektriske keramiske polarisasjonsenheten hovedsakelig bestå av følgende tre deler:
1 varmekrets. Hovedsakelig med varmeapparat, temperaturkontroller. Den består av et polariserende spor.
2 polarisering høyspenningsgenererende krets.
3 elektrisk feltfordelingsenhet.

3 temperaturkontroller
Systemet er basert på mikrokontrolleren som kjernen for å administrere og koordinere hele kontrolleren. Den bruker temperatursensor som temperaturmålekomponent, V/F-krets som A/D-konvertering, sterk anti-interferensevne. I temperaturregulatoren kan funksjoner som innstilling og kjøring av temperatur og kontrollparametere utføres av et tastatur og en displaykrets. Kontrollerprogrammet tar i bruk algoritmen. Kontrollprinsippet er å først finne avviksverdien for målepolarisasjonstemperaturen og den innstilte temperaturen, og deretter behandle avviksverdien for å få et kontrollsignal for å justere driftsforholdet til utgangssignalet, og dermed justere forholdet mellom oppvarmingstiden i en viss periode brukes til å kontrollere temperaturen på polarisasjonsbadet. Arbeidsprosessen til systemet er som følger: temperatursignalet konverteres til et spenningssignal av en integrert temperatursensor, og spenningssignalet forsterkes og filtreres for å utføre spenningsfrekvenskonvertering, og det oppnås et pulstog som er kompatibelt med den logiske kretsen, og pulsfrekvensen og temperaturen er nøyaktig proporsjonale. Etter at pulsen er isolert av optokobler, blir den lagt inn i enkeltbrikke-mikrodatamaskinen. Etter at programmet er behandlet, kan gjeldende temperaturverdi oppnås. Temperaturen sammenlignes med innstilt temperatur for å få temperaturavviket. Kontrollmengden beregnes av algoritmen og kontrolleres. På-av-tiden for spenningen som påføres varmeren for å oppnå formålet med å kontrollere temperaturen.

4 polarisering høyspenningsgenererende krets
Funksjonen til polarisasjonshøyspenningen Genereringskretsen for piezoelektrisk platetransduser skal gi passende elektriske feltforhold for polarisering, som er en nøkkeldel av den piezoelektriske keramiske polarisasjonsenheten. I polarisasjonshøyspenningsgenereringskretsen brukes den sentrale tappespenningsregulerende transformatoren og step-up-transformatoren til å øke den kommersielle kraften, sende ut en AC-høyspenning og deretter likerette gjennom en brolikeretterkrets for å oppnå en DC-høyspenning som kreves for polarisering. Under polariseringsdrift justeres den spenningsregulerende transformatoren sakte for å øke utgangs likespenningen sakte, og gir et passende DC elektrisk felt for polarisering. I polarisasjonseksperimentet finner man at når utgangsspenningen justeres til en viss verdi, vil utgangsspenningen sakte falle ettersom polarisasjonsprosessen skrider frem. For å holde polarisasjonsprosessen stabil, trenger vi den ved å justere spenningsregulerende transformator, inngangsspenningen økes kontinuerlig for å stabilisere utgangsspenningen.

5 Konklusjon
Forskningen viser at den piezoelektriske konstanten d33 for hver sone av piezoelektrisk keramikk polarisert samtidig i samme retning er mer konsistent og jevn, noe som er fordelaktig for å forbedre utgangseffektiviteten til ultralydmotoren. For å forbedre piezoelektrisiteten til piezoelektrisk keramikk og forbedre ytelsen til ultralydmotoren, har forfatteren utført grunnleggende forskning på den piezoelektriske enhetens polarisasjonsenhet og oppnådd visse resultater, men ytterligere forbedring av piezoelektrisk keramisk ytelse vil også avhenge av følgende aspekter av arbeidet:

1 Videre studier av piezoelektriske keramiske materialer, forbedring av fremstillingsprosessen og materialegenskaper.
2 Studer nye polarisasjonsmetoder og prøv å maksimere ytelsen til materialene.
3 Forbedre polarisasjonshøyspenningsgenereringskretsen for å forbedre strømkvaliteten og forsyningsområdet.
4 Gjennom eksperimenter ble de optimale polarisasjonsforholdene for forskjellige piezoelektriske keramer søkt.