Физические основы микросистемной техники. Механцев Е.Б - 40 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТТИ ЮФУ | Таганрог

Составители: 

Рубрика: 

40
сегнетоэлектрика лепесток способен при изгибе передать движение подвижно-
му внешнему объекту (пластине-ротору) и таким образом осуществить элек-
тромеханическое преобразование энергии. Скорость перемещения участка ле-
пестка, накатывающегося на сегнетоэлектрик, определяется амплитудой
напряжения, а накапливаемая энергия (преобразуемая в механическую энер-
гию) – толщиной сегнетоэлектрической пленки и значением s. Оценки показы-
вают, что давление
в межэлектродном пространстве в момент касания двух по-
верхностей (начиная с расстояния между ними 100 А° и менее) достигает
значений 10-15 МПа и соответственно сила натяжения металлической пленки
достигает значений 300-500 Н/мм
2
.
Еще до появления планарных микродвигателей в электромеханике были
известны два способа передачи энергии от статора к ротору – контактный и
бесконтактный.
В случае контактного способа передачи энергии от статора к ротору либо
используются специальные элементы (фрикционная вставка в элемент пьезо-
электрического двигателя, ферромагнитная лента между статором и ротором в
индуктивных волновых
двигателях и т.д.), либо статор и ротор контактируют
между собой за счет волновой деформации пьезоэлектрической керамики. В та-
ких двигателях при использовании точных датчиков положения ротора дости-
гается исключительно высокая точность его позиционирования. Вместе с тем в
этих двигателях серьезной проблемой становится механическое изнашивание
контактирующих элементов статора и ротора.
В
ЭВПД используется бесконтактный, а в ЭДПД и ЭСПД – контактный
способы передачи энергии. В первом случае ротор не касается поверхности
статора, силовое сцепление ротора со статором осуществляется благодаря кон-
центрации полей (электрического или магнитного) над зубцами ротора и стато-
ра. Преимущество обусловлено тем, что отсутствует изнашивание поверхно-
стей ротора и статора.
Основной недостаток – невысокая точность позиционирования (в шаго-
вых двигателях), определяемая размерами зубцов ротора и статора. Высокой
точности позиционирования можно достичь только при чрезвычайно малых
размерах этих зубцов и при очень высокой точности их изготовления. Такое
решение значительно усложняет технологию изготовления двигателя, сущест-
венно увеличивает его стоимость.
Известен контактный способ передачи энергии
от статора к ротору с по-
мощью электростатического наката. Простейшим примером такого наката яв-
ляется перемещение металлического цилиндра под действием напряжения ме-
жду ним и электродом, покрытым диэлектриком, в сторону электрода. Для того
чтобы такое перемещение стало возможным при напряжениях не более 200-
250 В (напряжение начала процесса разряда в газе), необходимо
, чтобы рас-
стояние между цилиндром и электродом было не более 3 мкм. Можно отме-
тить, что по мере уменьшения этого расстояния сила притяжения между ци-
линдром и электродом увеличивается; она максимальна, когда указанное
расстояние становится 100 А° и меньше. Поскольку время действия этой силы
очень мало и площадь контакта цилиндра с электродом
в том месте, где напря-

Страницы