Động cơ piezo – Wikipedia tiếng Việt

Động cơ piezo truyền sóng siêu âm thẳng

Động cơ piezo gồm hai phần stator và rotor, được ép dính vào nhau. Stator là một đĩa hoặc thanh kim loại có dán các miếng Piezo, còn rotor chỉ là một đĩa hoặc thanh kim loại (tùy loại động cơ thẳng hay tròn).

Năng lượng điện làm biến đổi hình dạng của các mẩu piezo tạo thành sóng cơ học trên stator, sóng này sẽ đẩy rotor chuyển động xoay tròn hay thẳng.

Động cơ piezo có nhiều loại, một trong những loại quan trọng có nhiều ứng dụng hiện nay được người Nhật, người Mỹ và châu Âu nghiên cứu là động cơ siêu âm (ultrasonic motor).

Đã có hai người Việt Nam làm luận án về vấn đề này tại châu Âu. Trong luận án của tiến sĩ Lê Đình Tuân trình bày về "Phương pháp phần tử hữu hạn cho loại động cơ đĩa tròn", và luận án của Nguyễn Trần Chân trình bày "Phương pháp phần tử hữu hạn cải tiến với kỹ thuật smoothing technic cho động cơ thẳng".

Động cơ loại này có những điểm giống và khác biệt so với động cơ thông thường đang sử dụng như sau:

• Giống nhau giữa động cơ thường và động cơ Piezo:
  

  Cùng là loại động cơ điện, biến điện năng thành cơ năng, chuyển động xoay tròn hoặc đi thẳng.



• Khác nhau cơ bản:
  

  Động cơ điện đang dùng hiện nay dùng nguyên lý điện từ, phát từ bởi các cuộn dây quấn quanh lõi thép và từ đó stator đẩy rotor gây momen lực cơ.

  
  

  Còn động cơ piezo lợi dụng tính chất biến đổi hình dạng vật liệu khi áp điện vào stator để biến năng lượng điện thành sóng cơ học đẩy rotor chạy mà không thông qua từ như loại động cơ truyền thống.

Ưu điểm của loại động cơ piezo[sửa | sửa mã nguồn]

• Không làm nhiễu dòng điện trong các mạch điện tử, từ đó gây nên sự không chính xác của hệ thống vì không tạo nên từ trường trong khi hoạt động.


• Không gây hư hỏng lặt vặt, rất bền. Chỉ hỏng khi vật liệu mòn hoặc mỏi vì cấu tạo đơn giản ít bộ phận (chỉ có rotor và stator đẩy nhau, không có chổi quét, không có cuộn dây, nên không bị cháy dây).


• Hoạt động rất chính xác, ví dụ ta muốn cho nó quay nửa vòng thì nó quay đúng 180 độ là ngừng lại, điều này rất khó khăn và cần nhiều bộ phận phức tạp với động cơ truyền thống thì mới làm được điều này.


• Khi ngừng lại không cần năng lượng để giữ đúng vị trí dừng. Điều này rất có ý nghĩa trong chế tạo và tự động.


• Không gây ra một tiếng động nào mà tai người có thể nghe được vì hoạt động với tầng số siêu âm nên nó. Đây là chức năng tuyệt vời của động cơ piezo.


• Có thể chế tạo với kích thước rất nhỏ tùy ý, điều này cho phép nó vượt xa loại động cơ truyền thống về yêu cầu kích thước nhỏ phù hợp với các ứng dụng.


• Hiệu suất cao hơn nhiều so với động cơ truyền thống, không mất năng lượng cho việc làm nóng các cuộn dây, chổi quét và lõi thép.


• Có thể điều chỉnh ngược, xuôi với tốc độ tùy thích. Đây cũng là một đặc điểm ưu việt.


• Khối lượng nhẹ hơn nhiều so với loại động cơ truyền thống cùng công suất.


• Không nguy hiểm vì không có cháy nổ chập điện trong loại động cơ này, vì nó chỉ gồm một đĩa có khả năng tạo sóng cơ học đẩy đĩa kia xoay tròn.

Trong tương lai loại động cơ này sẽ được ứng dụng rộng rãi vì các tính năng tuyệt vời của nó vào kỹ thuật làm thay đổi tối ưu hơn các sản phẩm kỹ thuật. Ở các nước như Mỹ, Châu Âu, Nhật đang đi tiên phong nghiên cứu và ứng dụng.

• Vietnam Journal of mechachics volume 29 Number 3, 2007


• Proceedings of the National Conference on ENGINEERING MECHANICS AND AUTOMATION. The 50th Founding Anniversary of The Hanoi University of technology.


• FINITE ELEMENT METHOD FOR INTELLIGENT PIEZO MATERIALS, Luận án Nguyễn Trần Chân.