Recherche sur le dispositif de polarisation en céramique piézoélectrique pour moteur à ultrasons

1 polarisation proposée
Le moteur à ultrasons de type d'onde de déplacement repose sur l'onde de déplacement dans le corps élastique pour obtenir le moment de rotation par la friction entre le rotor. Selon le principe de travail de base du moteur à ultrasons de type onde d'onde, la méthode conventionnelle adoptée pour le vibrateur piézoélectrique est la première partition selon le mode de vibration, le nombre de partitions et le nombre de fois de polarisation. L'étude a révélé que cette polarisation des vibrateurs piézoélectriques présente des inconvénients majeurs. En raison des multiples polarisations, les effets de polarisation des partitions après polarisation sont différents, de sorte que les amplitudes des ondes de flexion excitées par les deux ensembles de vibrateurs piézoélectriques ne peuvent pas être équilibrés. À l'heure actuelle, le coefficient de frottement entre le rotor et le stator est plus bas, affectant ainsi l'efficacité de sortie du moteur. Afin de résoudre les problèmes abominants et d'améliorer l'uniformité de polarisation, cet article propose un mode de polarisation isotrope simultané. Premièrement, la céramique piézoélectrique est d'abord partitionnée, puis la polarité positive de la tension de sortie du circuit de génération haute tension est connectée à la partition de polarisation positive de la céramique piézoélectrique à travers le dispositif de distribution de champ électrique; La polarité négative de la tension de sortie est connectée à l'inverse de la céramique piézoélectrique. Une fois le dispositif de polarisation sous tension, la céramique piézoélectrique est simultanément polarisée dans la même direction.

2 Structure globale
En plus de la polarisation thermique couramment utilisée, laTie à quartz en cristal en céramique piézoLe processus de polarisation a également une polarisation à haute température et à basse tension, un processus de polarisation résonnant, etc. Différents processus de polarisation ont des exigences de conception différentes pour les appareils polarisants. Dans la prémisse de répondre aux exigences de polarisation, afin de rendre le dispositif de polarisation conçu simple et fiable, l'opération est simple, ils choisissent le processus de polarisation thermique, c'est-à-dire la céramique piézoélectrique à polarisation est placée dans l'huile en silicone et chauffée à 100 ° C ~ 150 ° C, puis le courant est appliqué à travers la céramique piézoélectrique afin que les domaines soient alignés autant que possible en direction du champ électrique externe et retirés après une période de temps. Le mécanisme de polarisation est simplement sous l'action d'un fort champ électrique CC, les régions de polarisation à l'origine chaotiquement (domaines électriques) sont disposées dans un ordre le long de la direction du champ électrique. Une fois le champ électrique retiré, les domaines du corps en céramique conservent toujours une certaine direction le long du champ électrique. Ainsi, le polycristal isotrope (il n'y a pas de décalage du centre de gravité électrique et pas de piézoélectricité) devient un polycristal anisotrope, de sorte que le corps en céramique piézo a des propriétés piézoélectriques. Selon les exigences du processus de polarisation thermique, le dispositif de polarisation doit fournir une température de polarisation constante, un champ électrique de polarisation approprié et une distribution de champ électrique souhaité. Selon les exigences de conception, le dispositif de polarisation en céramique piézoélectrique devrait être principalement composé des trois parties suivantes:
1 circuit de chauffage. Principalement par radiateur, contrôleur de température. Il se compose d'une rainure polarisante.
2 Circuit de génération à haute tension de polarisation.
3 Dispositif de distribution de champ électrique.

3 contrôleur de température
Le système est basé sur le microcontrôleur comme noyau pour gérer et coordonner l'intégralité du contrôleur. Il utilise le capteur de température comme composant de mesure de la température, le circuit V / F comme conversion A / D, forte capacité anti-ingérence. Dans le contrôleur de température, des fonctions telles que le réglage et le fonctionnement des paramètres de température et de contrôle peuvent être effectués par un clavier et un circuit d'affichage. Le programme Controller adopte l'algorithme. Le principe de contrôle consiste à trouver d'abord la valeur d'écart de la température de polarisation de mesure et de la température définie, puis traitez la valeur d'écart pour obtenir un signal de contrôle pour ajuster le rapport de devoir du signal de sortie, ajustant ainsi le rapport du temps de chauffage dans un Une certaine période est utilisée pour contrôler la température du bain de polarisation. Le processus de travail du système est le suivant: le signal de température est converti en un signal de tension par un capteur de température intégré, et le signal de tension est amplifié et filtré pour effectuer une conversion de fréquence de tension, et un train d'impulsions compatible avec le circuit logique est obtenu, et la fréquence d'impulsion et la température sont proportionnellement proportionnelles. Une fois l'impulsion isolée par optocoupleur, il est entré dans le micro-ordinateur à puce unique. Une fois le programme traité, la valeur de température actuelle peut être obtenue. La température est comparée à la valeur définie de la température pour obtenir l'écart de température. La quantité de contrôle est calculée par l'algorithme et contrôlée. Le temps de marche de la tension s'appliquait au radiateur pour atteindre le but de contrôler la température.

4 Circuit de génération à haute tension de polarisation
La fonction de la polarisation haute tensiontransducteur à disque piézoélectriqueLe circuit de génération consiste à fournir des conditions de champ électrique appropriées pour la polarisation, qui est un élément clé du dispositif de polarisation en céramique piézoélectrique. Dans le circuit de génération à haute tension de polarisation, le transformateur de régulation central de la tension de taraudage et le transformateur de step-up sont utilisés pour augmenter la puissance commerciale, sortir une tension haute allur pour la polarisation. Pendant le fonctionnement de la polarisation, le transformateur de régulation de tension est lentement ajusté pour augmenter lentement la tension à courant continu de sortie, offrant un champ électrique CC approprié pour la polarisation. Dans l'expérience de polarisation, il est constaté que lorsque la tension de sortie est ajustée à une certaine valeur, la tension de sortie baissera lentement au fur et à mesure que le processus de polarisation progresse. Afin de maintenir le processus de polarisation stable, nous en avons besoin en ajustant le transformateur de régulation de la tension, la tension d'entrée est continuellement augmentée pour stabiliser la tension de sortie.

5. Conclusion
La recherche montre que la constante piézoélectrique D33 de chaque zone de céramique piézoélectrique polarisée simultanément dans la même direction est plus cohérente et uniforme, ce qui est bénéfique pour améliorer l'efficacité de sortie du moteur ultrasonique. Afin d'améliorer la piézoélectricité de la céramique piézoélectrique et d'améliorer les performances du moteur ultrasonique, l'auteur a effectué des recherches de base sur le dispositif de polarisation du dispositif piézoélectrique et a obtenu certains résultats, mais l'amélioration supplémentaire des performances de céramique piézoélectrique dépendra également des aspects suivants de travail:

1 Étude plus approfondie des matériaux en céramique piézoélectrique, améliorant leur processus de préparation et les propriétés des matériaux.
2 Étudiez de nouvelles méthodes de polarisation et essayez de maximiser les performances des matériaux.
3 Améliorez le circuit de génération à haute tension de polarisation pour améliorer la gamme de qualité et d'alimentation de puissance.
4 à travers des expériences, les conditions de polarisation optimales pour différentes céramiques piézoélectriques ont été recherchées.