Piesomootor: erinevus redaktsioonide vahel

Allikas: Vikipeedia
Sirvi ajalugu interaktiivselt
← Vanem muudatusUuem muudatus →
Eemaldatud sisu Lisatud sisu
VisuaalneVikitekst
PResümee puudub
PResümee puudub
1. rida: 1. rida:
'''Piesoelektriline mootor''' ehk '''piesomootor''' on [[elektrimootor]], mis põhineb [[piesoelekter|piesoelektriliste]] materjalide kujumuutusel [[elektriväli|elektrivälja]] muutudes. Seega kasutab piesomootor piesoelektrilist pöördefekti. [[kulgliikumine|Kulg-]] või [[pöörlemisliikumine|pöörlemisliikumise]] saavutamiseks tekitab [[ultraheli]]sagedusega muutuv elektriväli piesokeraamilises materjalis sama sagedusega mehaanilisi võnkumisi.
'''Piesoelektriline mootor''' ehk '''piesomootor''' on [[elektrimootor]], mis põhineb [[piesoelekter|piesoelektriliste]] materjalide kujumuutusel [[elektriväli|elektrivälja]] muutudes. Seega kasutab piesomootor piesoelektrilist pöördefekti. [[kulgliikumine|Kulg-]] või [[pöörlemisliikumine|pöörlemisliikumise]] saavutamiseks tekitab [[ultraheli]]sagedusega muutuv elektriväli piesokeraamilises materjalis sama sagedusega mehaanilisi võnkumisi.


Piesoelektrilised mootorid ei konkureeri võimsuse poolest tavaliste (elektromagnetiliste) mootoritega, aga neil on tugevaid külgi kitsamatel aladel. Mähiste ja [[magnetahel]]a puudumine võimaldab valmistada neid eriti kompaktseina. Piesomootor muundab elektrienergiat mehaaniliseks väga kõrge kasuteguriga, mis mõnel mootoritüübil ületab 90 %. Mootor arendab suurt [[pöördemoment]]i ja seejuures ka suurt pidurdusmomenti toitepinge katkestamisel. Seetõttu on võimalik panna rootori liikuma väga väikese pöördenurga ulatuses. Näiteks kui mootorit, mis teeb 6 pööret sekundis, toita 200-kilohertsise impulsspingega, vastab ühele impulsile pöördenurk umbes pool [[nurgaminut]]it. Toitepinge kõrge sageduse (vähemalt 20 kHz) tõttu töötab mootor müratult. Samuti taluvad nad tugevat [[magnetväli|magnetvälja]] (31 [[tesla]]t), madalat temperatuuri (kuni 10 milli[[kelvin]]it) ning ülikõrget [[vaakum]]i (5¬¬•10<sup>−11</sup> milli[[Baar (ühik)|baar]]i). <ref>{{netiviide|URL=http://www.attocube.com/nanoPOSITIONING/nanopositioning.html |Pealkiri=INTRODUCTION NANOPOSITIONING |Kasutatud=19.09.2012 |Keel=inglise}}</ref>
Piesoelektrilised mootorid ei konkureeri võimsuse poolest tavaliste (elektromagnetiliste) mootoritega, aga neil on tugevaid külgi kitsamatel aladel. Mähiste ja [[magnetahel]]a puudumine võimaldab valmistada neid eriti kompaktseina. Piesomootor muundab elektrienergiat mehaaniliseks väga kõrge kasuteguriga, mis mõnel mootoritüübil ületab 90%. Mootor arendab suurt [[pöördemoment]]i ja seejuures ka suurt pidurdusmomenti toitepinge katkestamisel. Seetõttu on võimalik panna rootori liikuma väga väikese pöördenurga ulatuses. Näiteks kui mootorit, mis teeb 6 pööret sekundis, toita 200-kilohertsise impulsspingega, vastab ühele impulsile pöördenurk umbes pool [[nurgaminut]]it. Toitepinge kõrge sageduse (vähemalt 20 kHz) tõttu töötab mootor müratult. Samuti taluvad nad tugevat [[magnetväli|magnetvälja]] (31 [[tesla]]t), madalat temperatuuri (kuni 10 milli[[kelvin]]it) ning ülikõrget [[vaakum]]i (5¬¬•10<sup>−11</sup> milli[[Baar (ühik)|baar]]i). <ref>{{netiviide|URL=http://www.attocube.com/nanoPOSITIONING/nanopositioning.html |Pealkiri=INTRODUCTION NANOPOSITIONING |Kasutatud=19.09.2012 |Keel=inglise}}</ref>


Piesomootorite juhtimiseks tuleb tihti rakendada suhteliselt kõrget [[Pinge (elekter)|pinget]] ‒ libisemist ja hõõrdumist kasutava ''attocube''-mootori puhul näiteks 40-[[volt|voldise]] [[amplituud]]iga [[saehammaslaine|saehamba]] kujulist pinget.<ref>{{netiviide|URL=http://www.specs-zurich.com/en/piezo-motor-driver-_content---1--1514--191.html |Pealkiri=Piezo Motor Driver |Kasutatud=19.09.2012}}</ref> <ref>{{netiviide|URL=http://www.attocube.com/nanoPOSITIONING/download/Brochure_ECS.pdf|Pealkiri=ECS Drive Series |Kasutatud=19.09.2012}}</ref> Seetõttu vajavad piesomootorid ka keerukaid mootorikontrollereid.
Piesomootorite juhtimiseks tuleb tihti rakendada suhteliselt kõrget [[Pinge (elekter)|pinget]] ‒ libisemist ja hõõrdumist kasutava ''attocube''-mootori puhul näiteks 40-[[volt|voldise]] [[amplituud]]iga [[saehammaslaine|saehamba]] kujulist pinget.<ref>{{netiviide|URL=http://www.specs-zurich.com/en/piezo-motor-driver-_content---1--1514--191.html |Pealkiri=Piezo Motor Driver |Kasutatud=19.09.2012}}</ref> <ref>{{netiviide|URL=http://www.attocube.com/nanoPOSITIONING/download/Brochure_ECS.pdf|Pealkiri=ECS Drive Series |Kasutatud=19.09.2012}}</ref> Seetõttu vajavad piesomootorid ka keerukaid mootorikontrollereid.
9. rida: 9. rida:
Ühe võimaliku tehnilise lahendusena rakendatakse piesokeraamikat [[Rootor (elektrotehnika)|rootori]] samm-sammult liigutamiseks. Kasutatakse vähemalt kahte eraldi juhitavat kristallide gruppi, millest üks on liikuma panev ja teine lukustuv. Liikuma panevad kristallid on lukustuvate vahel ja kinnitatud [[staator]]ile.
Ühe võimaliku tehnilise lahendusena rakendatakse piesokeraamikat [[Rootor (elektrotehnika)|rootori]] samm-sammult liigutamiseks. Kasutatakse vähemalt kahte eraldi juhitavat kristallide gruppi, millest üks on liikuma panev ja teine lukustuv. Liikuma panevad kristallid on lukustuvate vahel ja kinnitatud [[staator]]ile.


Esiteks aktiveeritakse lukustav kristalligrupp – see haardub rootoriga. Seejärel aktiveeritakse liikuma panevad kristallid, mis pikenedes liigutavad rootorit edasi. Siis deaktiveeritakse lukustav kristalligrupp, ning peale seda liikumapanev, et saavutada algolek.<ref>{{netiviide |URL=http://www.physikinstrumente.com/en/products/piezo_motor/nexline.php |Pealkiri=PiezoWalkWorking Principle |Kasutatud=19.09.2012 |Keel=inglise}}</ref>
Esiteks aktiveeritakse lukustav kristalligrupp – see haardub rootoriga. Seejärel aktiveeritakse liikuma panevad kristallid, mis pikenedes liigutavad rootorit edasi. Siis deaktiveeritakse lukustav kristalligrupp, ning pärast seda liikumapanev, et saavutada algolek.<ref>{{netiviide |URL=http://www.physikinstrumente.com/en/products/piezo_motor/nexline.php |Pealkiri=PiezoWalkWorking Principle |Kasutatud=19.09.2012 |Keel=inglise}}</ref>
=== Libisev-hõõrduv mootor ===
=== Libisev-hõõrduv mootor ===
[[Pilt:Libisev-hõõrduv mootor .svg|pisi|Libisev-hõõrduv [[täitur]] (aktuator).]]
[[Pilt:Libisev-hõõrduv mootor .svg|pisi|Libisev-hõõrduv [[täitur]] (aktuator).]]
Ühe võimaliku edasiliikumise viisina kasutatakse erineva kiirusega pikenemist ja lühenemist, et roomata edasi nagu [[röövik]].<ref name="atto"/> Ühes suunas liigutatakse piesoelektrilist täiturit aeglaselt, nii et rootor liigub kaasa. Seejärel tõmbub piesoelektriline materjal kiirelt kokku – rootor jääb paigale.<ref>{{netiviide |URL=http://www.piezo-motor.net/pdf/Stick_Slip_Motor_Linear_Actuator_N422.pdf |Pealkiri=Piezo Inertia Drives | Kasutatud=19.09.2012|Keel=inglise}}</ref>
Ühe võimaliku edasiliikumise viisina kasutatakse erineva kiirusega pikenemist ja lühenemist, et roomata edasi nagu [[röövik]].<ref name="atto"/> Ühes suunas liigutatakse piesoelektrilist täiturit aeglaselt, nii et rootor liigub kaasa. Seejärel tõmbub piesoelektriline materjal kiirelt kokku – rootor jääb paigale.<ref>{{netiviide |URL=http://www.piezo-motor.net/pdf/Stick_Slip_Motor_Linear_Actuator_N422.pdf |Pealkiri=Piezo Inertia Drives | Kasutatud=19.09.2012|Keel=inglise}}</ref>


[[Pilt:Ultrasonic motor.jpg|pisi|200px|right| [[Autofookusobjektiiv]]i piesomootor]]
[[Pilt:Ultrasonic motor.jpg|pisi|200px|right| [[Automaatteravustamisega objektiiv]]i piesomootor]]
==Kasutamine objektiivi ajamis==
==Kasutamine objektiivi ajamis==
[[Kaamera]] [[objektiiv]]i automaatse fokuseerimise [[ajam]]is kasutatakse ultraheli-mikromootoreid ja peamiselt kallimates kaamerates ringikujulisi piesomootoreid, millele tootjad on andnud mitmeid nimesid:
[[Kaamera]] [[objektiiv]]i automaatse teravustamise [[ajam]]is kasutatakse ultraheli-mikromootoreid ja peamiselt kallimates kaamerates ringikujulisi piesomootoreid, mida paljud tootjad nimetavad erinevalt:
* Canon: USM (Ultrasonic Motor)
* Canon: USM (Ultrasonic Motor)
* Nikon: SWM (Silent-Wave-Motor)
* Nikon: SWM (Silent-Wave-Motor)
22. rida: 22. rida:
* Pentax: SDM (Supersonic Dynamic Motor)
* Pentax: SDM (Supersonic Dynamic Motor)
* Sigma: HSM (Hyper Sonic Motor)
* Sigma: HSM (Hyper Sonic Motor)
* Sony: SSM (Super Sonic Motor)
* Sony: SSM (Super Sonic Motor)
* Tamron: USD (Ultrasonic Silent Drive)
* Tamron: USD (Ultrasonic Silent Drive)


Redaktsioon: 1. oktoober 2017, kell 14:21

Piesoelektriline mootor ehk piesomootor on elektrimootor, mis põhineb piesoelektriliste materjalide kujumuutusel elektrivälja muutudes. Seega kasutab piesomootor piesoelektrilist pöördefekti. Kulg- või pöörlemisliikumise saavutamiseks tekitab ultrahelisagedusega muutuv elektriväli piesokeraamilises materjalis sama sagedusega mehaanilisi võnkumisi.

Piesoelektrilised mootorid ei konkureeri võimsuse poolest tavaliste (elektromagnetiliste) mootoritega, aga neil on tugevaid külgi kitsamatel aladel. Mähiste ja magnetahela puudumine võimaldab valmistada neid eriti kompaktseina. Piesomootor muundab elektrienergiat mehaaniliseks väga kõrge kasuteguriga, mis mõnel mootoritüübil ületab 90%. Mootor arendab suurt pöördemomenti ja seejuures ka suurt pidurdusmomenti toitepinge katkestamisel. Seetõttu on võimalik panna rootori liikuma väga väikese pöördenurga ulatuses. Näiteks kui mootorit, mis teeb 6 pööret sekundis, toita 200-kilohertsise impulsspingega, vastab ühele impulsile pöördenurk umbes pool nurgaminutit. Toitepinge kõrge sageduse (vähemalt 20 kHz) tõttu töötab mootor müratult. Samuti taluvad nad tugevat magnetvälja (31 teslat), madalat temperatuuri (kuni 10 millikelvinit) ning ülikõrget vaakumi (5¬¬•10−11 millibaari). [1]

Piesomootorite juhtimiseks tuleb tihti rakendada suhteliselt kõrget pinget ‒ libisemist ja hõõrdumist kasutava attocube-mootori puhul näiteks 40-voldise amplituudiga saehamba kujulist pinget.[2] [3] Seetõttu vajavad piesomootorid ka keerukaid mootorikontrollereid.

Praegused lahendused

Samm-mootor

Astuv piesoelektriline mootor

Ühe võimaliku tehnilise lahendusena rakendatakse piesokeraamikat rootori samm-sammult liigutamiseks. Kasutatakse vähemalt kahte eraldi juhitavat kristallide gruppi, millest üks on liikuma panev ja teine lukustuv. Liikuma panevad kristallid on lukustuvate vahel ja kinnitatud staatorile.

Esiteks aktiveeritakse lukustav kristalligrupp – see haardub rootoriga. Seejärel aktiveeritakse liikuma panevad kristallid, mis pikenedes liigutavad rootorit edasi. Siis deaktiveeritakse lukustav kristalligrupp, ning pärast seda liikumapanev, et saavutada algolek.[4]

Libisev-hõõrduv mootor

Libisev-hõõrduv täitur (aktuator).

Ühe võimaliku edasiliikumise viisina kasutatakse erineva kiirusega pikenemist ja lühenemist, et roomata edasi nagu röövik.[5] Ühes suunas liigutatakse piesoelektrilist täiturit aeglaselt, nii et rootor liigub kaasa. Seejärel tõmbub piesoelektriline materjal kiirelt kokku – rootor jääb paigale.[6]

Automaatteravustamisega objektiivi piesomootor

Kasutamine objektiivi ajamis

Kaamera objektiivi automaatse teravustamise ajamis kasutatakse ultraheli-mikromootoreid ja peamiselt kallimates kaamerates ringikujulisi piesomootoreid, mida paljud tootjad nimetavad erinevalt:

  • Canon: USM (Ultrasonic Motor)
  • Nikon: SWM (Silent-Wave-Motor)
  • Olympus: SWD (Supersonic Wave Drive)
  • Pentax: SDM (Supersonic Dynamic Motor)
  • Sigma: HSM (Hyper Sonic Motor)
  • Sony: SSM (Super Sonic Motor)
  • Tamron: USD (Ultrasonic Silent Drive)

Vaata ka

Viited

  1. ↑ "INTRODUCTION NANOPOSITIONING" (inglise). Vaadatud 19.09.2012.
  2. ↑ "Piezo Motor Driver". Vaadatud 19.09.2012.
  3. ↑ "ECS Drive Series" (PDF). Vaadatud 19.09.2012.
  4. ↑ "PiezoWalkWorking Principle" (inglise). Vaadatud 19.09.2012.
  5. ↑ attocube systems. "Working principle of attocube's positioners" (inglise). Vaadatud 18.09.2012.
  6. ↑ "Piezo Inertia Drives" (PDF) (inglise). Vaadatud 19.09.2012.
Põhilised mootori kategooriad
Üldkasutatavad
elektrimootorid
Spetsiifilised elektrimootorid
Vaata ka
Pärit leheküljelt "https://et.wikipedia.org/w/index.php?title=Piesomootor&oldid=4755678"