Пьезоэлектрический двигатель — это устройство, которое создает движение, когда электрическое поле создает движение в определенных кристаллах или человеке. -сделанные материалы. Пьезоэлектричество впервые было продемонстрировано в 1880-х годах, когда было обнаружено, что кристаллы кварца создавали электрические токи при ударе или сжатии. Этот эффект противоположен тому, что приводит в действие пьезоэлектрический двигатель, где электричество используется для создания движения из материала, чувствительного к электрическому полю.
Потребность в этих двигателях возросла в конце 20 века с ростом спроса на миниатюризацию. Стандартные электродвигатели имеют практический предел минимального размера, ниже которого они не могут надежно работать. Пьезоэлектрический двигатель можно сделать в миниатюре, он обеспечивает точное движение с очень малыми приращениями и потребляет очень мало энергии во время работы или в состоянии покоя.
В пьезодвигателе очень мало деталей. Высокочастотный генератор обеспечивает частоту, которая возбуждает пьезоэлектрический материал. Этот материал изменит форму в зависимости от своих кристаллических свойств. Результирующее движение приводит к контакту материала с ползунком или роликом.
Ползун или ролик покрыты мягкой резиной или полимером, называемым фрикционным покрытием, которое позволяет пьезоэлектрическому материалу захватите и переместите его. Каждый раз, когда осциллятор создает частотный импульс, материал возбуждается и движется. Это вызывает движение ползуна или ролика.
Пьезоэлектрический двигатель использует этот эффект, быстро включая и выключая частоту колебаний. Каждый импульс создает небольшое, но четко определенное движение пьезоматериала, а быстрые циклы частоты создают непрерывное движение. Слайды могут заменить роторы для возвратно-поступательного движения, которое может действовать как переключатель.
Самым большим преимуществом этих двигателей была миниатюризация. Есть и другие преимущества, в том числе низкое энергопотребление и небольшая потребность в обслуживании. Пьезоэлектрический двигатель также относительно устойчив к магнитным и электрическим помехам, потому что кристаллическая структура требует определенных частот для создания движения.
Природные кристаллы, включая кварц и турмалин, могут обладать пьезоэлектрическими свойствами. Обычно используется керамика на основе титана и других минералов. Некоторые полимеры на основе фторполимерной технологии также могут проявлять пьезоэлектрические свойства.
Стандартный электродвигатель может обеспечить высокую скорость при низком крутящем моменте, крутящем усилии, вызывающем вращение. Пьезодвигатели, с другой стороны, работают на более низких скоростях, но имеют высокий крутящий момент для своего размера. Кроме того, они могут обеспечить очень точные движения, недоступные для электродвигателей. Возможность миниатюризации до наноразмеров или микроскопических размеров позволяет использовать их в самых разных медицинских, промышленных и потребительских целях.