Os motores ultrassônicos foram inventados em 1965 por V.V Lavrinko. Em geral, estamos cientes do fato de que a força motriz é dada pelo campo eletromagnético nos motores convencionais. Mas, aqui para fornecer uma força motriz, esses motores utilizam o efeito piezoelétrico no ultrassom faixa de frequência, que é de 20 kHz a 10 MHz e não é audível para seres humanos normais. Por isso, é denominado como tecnologia USM piezoelétrica. A tecnologia ultrassônica é usada pelos USMs que utilizam a energia de vibração ultrassônica de um componente para sua operação.

Motor ultrassônico

Antes de discutir em detalhes sobre esta tecnologia, precisamos saber sobre as informações sobre o sensores ultrassônicos , sensores piezoelétricos e atuadores piezoelétricos.

Sensor Piezoelétrico

sensor piezoelétrico

As mudanças nas quantidades físicas como tensão, força, estresse e aceleração podem ser medidas convertendo-as em energia elétrica. Os dispositivos ou sensores usados para este processo são chamados de sensores piezoelétricos. E este processo é denominado como efeito piezoelétrico . Se uma voltagem for aplicada em um cristal, então a pressão será aplicada nos átomos do cristal, causando deformação dos átomos que é de apenas 0,1%.

Sensor ultrasônico

Os transdutores que geram ondas sonoras de alta frequência - frequência em torno de 20 kHz a 10 MHz - e atribuem o alvo pela leitura do intervalo de tempo entre o recebimento do eco após o envio do sinal são chamados de sensores ultrassônicos. Conseqüentemente, Sensores ultrassônicos podem ser usados para detecção de obstáculos e para evitar colisão.

Atuador Piezoelétrico

atuador piezo

Para o ajuste fino das lentes de uma câmera, espelho, ferramentas de usinagem e outros equipamentos semelhantes, é necessário um controle de movimento preciso. Esse controle de movimento preciso pode ser obtido pelos atuadores piezoelétricos. O sinal elétrico pode ser convertido em deslocamento físico controlado com precisão usando um atuador piezoelétrico. Eles são usados para controlar as válvulas hidráulicas e motores para fins especiais.

Tecnologia de motor ultrassônico piezoelétrico

Simplesmente podemos chamar a tecnologia ultrassônica de inversa do efeito piezoelétrico porque, neste caso, o Energia elétrica é convertido em movimento. Portanto, podemos chamá-la de Tecnologia Piezoelétrica USM.

“qual dos seguintes meios de comunicação é um tipo de transmissão de rádio? ”

O material piezoelétrico denominado titanato de zirconato de chumbo e quartzo são usados com freqüência para USMs e também para atuadores piezoelétricos, embora os atuadores piezoelétricos sejam diferentes dos USMs. Os materiais como niobato de lítio e alguns outros materiais de cristal único também são usados para USMs e tecnologia piezoelétrica.
A principal diferença entre os atuadores piezoelétricos e os USMs é indicada como a vibração do estator em contato com o rotor, que pode ser amplificada por meio da ressonância. A amplitude do movimento do atuador está entre 20 e 200 nm.

Tipos de motores ultrassônicos

Os USMs são classificados em diferentes tipos com base em diferentes critérios, que são os seguintes:

Classificação dos USMs com base no tipo de operação de rotação do motor

Motores do tipo rotativo
Motores do tipo linear

Classificação dos USMs com base na forma do vibrador

Tipo de haste
Em forma de П
Forma cilíndrica
Tipo de anel (quadrado)

Classificação baseada no tipo de onda de vibração

Tipo de onda estacionária - é ainda classificado em dois tipos:

Unidirecional
Bidirecional

Tipo de onda de propagação ou tipo de onda viajante

Funcionamento dos motores ultrassônicos

Funcionamento do motor ultrassônico

A vibração é induzida no estator do motor e é usada para transmitir o movimento ao rotor e também para modular as forças de atrito. A amplificação e (micro) deformações do material ativo são utilizadas para geração do movimento mecânico. O macro-movimento do rotor pode ser alcançado pela retificação do micro-movimento usando a interface de fricção entre os estator e o rotor .

O motor ultrassônico consiste em estator e rotor. A operação do USM muda o rotor ou tradutor linear. O estator do USM consiste em uma cerâmica piezoelétrica para geração de vibração, um metal do estator para amplificar a vibração gerada e um material de fricção para fazer contato com o rotor.

Sempre que a tensão é aplicada, uma onda viajante é gerada na superfície do metal do estator que faz com que o rotor gire. Como o rotor está em contato com o metal do estator, conforme mencionado acima - mas apenas a cada pico da onda progressiva - que provoca o movimento elíptico - e, com esse movimento elíptico, o rotor gira na direção contrária à direção do onda viajante.

Características e méritos dos motores ultrassônicos

Eles são pequenos em tamanho e são excelentes em resposta.
Estes têm baixa velocidade de dez a várias centenas de rpm e alto torque e, portanto, engrenagens de redução não são necessárias.
Estes consistem em alta potência de retenção e, mesmo se a energia for desligada, eles não precisam de freio e embreagem.
Eles são pequenos, finos e têm menos peso em comparação com outros motores eletromagnéticos.
Esses motores não contêm nenhum material eletromagnético e não geram ondas eletromagnéticas. Portanto, eles podem ser usados mesmo em áreas de alto campo magnético, pois não são afetadas pelo campo magnético.
Esses motores não têm engrenagens e uma vibração de frequência inaudível é usada para acionar esses motores. Portanto, eles não geram nenhum ruído e seu funcionamento é muito silencioso.
Velocidade precisa e controle de posição são possíveis com esses motores.
A constante de tempo mecânica para esses motores é inferior a 1 ms e o controle de velocidade para esses motores é um passo a menos.
Esses motores têm uma eficiência muito alta e sua eficiência é insensível ao seu tamanho.

Deméritos de motores ultrassônicos

É necessária uma fonte de alimentação de alta frequência.
Como esses motores operam com fricção, a durabilidade é muito menor.
Esses motores têm características de velocidade-torque decrescentes.

Aplicações de motores ultrassônicos

“como faço para verificar um capacitor ”

Usado para o foco automático da lente da câmera.
Usado em relógios e dispositivos compactos de manuseio de papel.
Usado no transporte de peças de máquinas.
Usado para secagem e limpeza ultrassônica.
Usado para injetar óleo nos queimadores.
Utilizados como os melhores motores conhecidos por oferecer alto potencial de miniaturização de equipamentos.
Usado em varredura de ressonância magnética na medicina.
Usado para controlar as cabeças de disco do computador, como disquetes, discos rígidos e unidades de CD.
Usado em muitas aplicações nas áreas da medicina, aeroespacial e robótica .
Usado para controlar automaticamente a tela giratória.
No futuro, esses motores podem encontrar aplicações em áreas como indústria automobilística, nano-posicionamento, microeletrônica, Tecnologia de sistema micro eletromecânico e bens de consumo.

Este artigo discute sobre os motores ultrassônicos piezoelétricos, sensores ultrassônicos, sensores piezoelétricos, atuadores piezoelétricos, funcionamento dos USMs, méritos, deméritos e aplicações dos USMs em resumo. Para obter mais informações sobre os tópicos acima, poste suas dúvidas comentando abaixo.

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