Forskning om piezoelektrisk keramisk polarisationsenhet för ultraljudsmotorer

1 Föreslagen polarisering
Ultraljudsmotorn av vandringsvågtyp förlitar sig på rörelsevågen i den elastiska kroppen för att erhålla rotationsmomentet genom friktionen mellan rotorn. Enligt den grundläggande arbetsprincipen för ultraljudsmotorn av resande vågtyp är den konventionella metoden som används för den piezoelektriska vibratorn att först dela upp enligt vibrationsläget, hur många partitioner och hur många gånger polarisering. Studien fann att denna polarisering av piezoelektriska vibratorer har stora nackdelar. På grund av de multipla polarisationerna är polarisationseffekterna av partitionerna efter polarisering olika, så amplituderna för böjningsvågorna som exciteras av de två uppsättningarna av piezoelektriska vibratorer kan inte balanseras. Vid denna tidpunkt är friktionskoefficienten mellan rotorn och statorn lägre, vilket påverkar motorns uteffekt. För att lösa ovanstående problem och förbättra polarisationslikformigheten, föreslår denna uppsats ett simultant isotropt polarisationssätt. Först delas den piezoelektriska keramiken först upp, och sedan ansluts den positiva polariteten hos utspänningen från den högspänningsgenererande kretsen till den positiva polarisationspartitionen hos den piezoelektriska keramen genom den elektriska fältfördelningsanordningen; den negativa polariteten hos utspänningen är ansluten till baksidan av den piezoelektriska keramen. Efter att polarisationsanordningen har aktiverats polariseras den piezoelektriska keramen samtidigt i samma riktning.

2 övergripande struktur
Utöver den vanliga termiska polariseringen piezo keramisk kristall kvarts stav polarisationsprocessen har också en hög temperatur och låg spänning polarisation, en resonanspolarisationsprocess och liknande. Olika polarisationsprocesser har olika designkrav för polariserande enheter. Under förutsättningen att uppfylla polarisationskraven, för att göra den designade polarisationsanordningen enkel och tillförlitlig, är operationen enkel, de väljer den termiska polariseringsprocessen, det vill säga den piezoelektriska keramen som ska polariseras placeras i silikonoljan och värms upp till 100 ° C ~ 150 ° C, och sedan appliceras strömmen så att strömmen riktas över keramik som möjligt i riktning mot det yttre elektriska fältet och tas ut efter en tid. Polarisationsmekanismen är helt enkelt under inverkan av ett starkt elektriskt DC-fält, de ursprungligen kaotiskt orienterade polarisationsområdena (elektriska domänerna) är arrangerade i en ordning längs det elektriska fältets riktning. Efter att det elektriska fältet har tagits bort behåller domänerna i den keramiska kroppen fortfarande en viss riktning längs det elektriska fältet. Således blir den isotropa polykristallen (det finns ingen förskjutning av den elektriska tyngdpunkten och ingen piezoelektricitet) en anisotrop polykristall, så att den piezokeramiska kroppen har piezoelektriska egenskaper. Enligt processkraven för termisk polarisation måste polarisationsanordningen tillhandahålla en konstant polarisationstemperatur, ett lämpligt elektriskt polarisationsfält och en önskad elektrisk fältfördelning. Enligt designkraven bör den piezoelektriska keramiska polarisationsanordningen huvudsakligen bestå av följande tre delar:
1 värmekrets. Främst med värmare, temperaturregulator. Den består av ett polariserande spår.
2 polariserande högspänningsgenererande krets.
3 elektriska fältfördelningsanordning.

3 temperaturregulator
Systemet är baserat på mikrokontrollern som kärnan för att hantera och koordinera hela regulatorn. Den använder temperatursensor som temperaturmätningskomponent, V/F-krets som A/D-konvertering, stark anti-interferensförmåga. I temperaturregulatorn kan funktioner som inställning och drift av temperatur och styrparametrar utföras av ett tangentbord och en displaykrets. Styrprogrammet använder algoritmen. Styrprincipen är att först hitta avvikelsens värde för mätpolarisationstemperaturen och den inställda temperaturen, och sedan bearbeta avvikelsens värde för att erhålla en styrsignal för att justera arbetsförhållandet för utsignalen, och därigenom justera förhållandet mellan uppvärmningstid under en viss period används för att kontrollera temperaturen på polarisationsbadet. Systemets arbetsprocess är som följer: temperatursignalen omvandlas till en spänningssignal av en integrerad temperatursensor, och spänningssignalen förstärks och filtreras för att utföra spänningsfrekvensomvandling, och ett pulståg som är kompatibelt med den logiska kretsen erhålls, och pulsfrekvensen och temperaturen är exakt proportionella. Efter att pulsen har isolerats av optokopplaren matas den in i mikrodatorn med ett chip. Efter att programmet har bearbetats kan det aktuella temperaturvärdet erhållas. Temperaturen jämförs med temperaturens inställda värde för att erhålla temperaturavvikelsen. Kontrollkvantiteten beräknas av algoritmen och kontrolleras. På-av-tiden för spänningen som appliceras på värmaren för att uppnå syftet att kontrollera temperaturen.

4 polarisation hög spänning genererande krets
Funktionen av polarisation hög spänning Genereringskretsen för piezoelektrisk skivomvandlare är att tillhandahålla lämpliga elektriska fältförhållanden för polarisering, vilket är en nyckeldel av den piezoelektriska keramiska polarisationsanordningen. I den polariserande högspänningsgenereringskretsen används den centrala uttagsspänningsregleringstransformatorn och step-up-transformatorn för att öka den kommersiella effekten, mata ut en AC-högspänning och sedan likrikta genom en brygglikriktarkrets för att erhålla en DC-högspänning som krävs för polarisering. Under polariseringsdrift justeras den spänningsreglerande transformatorn långsamt för att långsamt öka den utgående likspänningen, vilket ger ett lämpligt elektriskt likströmsfält för polarisering. I polarisationsexperimentet finner man att när utspänningen justeras till ett visst värde kommer utspänningen långsamt att sjunka allt eftersom polariseringsprocessen fortskrider. För att hålla polariseringsprocessen stabil behöver vi den genom att justera den spänningsreglerande transformatorn, inspänningen ökas kontinuerligt för att stabilisera utspänningen.

5 Slutsats
Forskningen visar att den piezoelektriska konstanten d33 för varje zon av piezoelektrisk keram som polariseras samtidigt i samma riktning är mer konsekvent och enhetlig, vilket är fördelaktigt för att förbättra uteffekten hos ultraljudsmotorer. För att förbättra piezoelektriciteten hos piezoelektrisk keramik och förbättra prestandan hos ultraljudsmotorer har författaren utfört grundläggande forskning om den piezoelektriska enhetens polarisationsenhet och uppnått vissa resultat, men den ytterligare förbättringen av piezoelektrisk keramisk prestanda kommer också att bero på följande aspekter av arbetet:

1 Ytterligare studier av piezoelektriska keramiska material, förbättra deras beredningsprocess och materialegenskaper.
2 Studera nya polariseringsmetoder och försök att maximera materialens prestanda.
3 Förbättra polarisationskretsen för högspänningsgenerering för att förbättra strömkvaliteten och utbudet.
4 Genom experiment söktes de optimala polarisationsförhållandena för olika piezoelektriska keramer.