Пьезо актуаторы по техническому заданию заказчика
Пьезо актуаторы по техническому заданию заказчика

В широком смысле «пьезоэлектрические актуаторы» - перекрывают широкую линейку концептов. Теоретически, все устройства использующие один из пьезо эффектов могут быть определены как пьезо актуаторы. Для большей конкретики предлагается использовать следующую классификацию в зависимости от типа эффекта и применения.

Прямой пьезоэлектрический эффект был обнаружен Пьером и Жаком Кюри в 1880: при приложении механического напряжения на некоторые кристаллы такие как Кварц или Сегнетовая Соль генерировались электрические разряды. Этот эффект используется для разработки датчиков определения величины динамической силы или электрогенераторов, преобразующих энергию вибрации в электроэнергию. Стандартные пьезо актуаторы от CEDRAT TECHNOLOGIES, такие как APA® могут использоваться для таких применений потому что прямой пьезоэлектрический эффект разумеется присутствует во всех пьезо актуаторах. CEDRAT TECHNOLOGIES также может разработать по специальным требованиям пьезо датчики и генераторы, что описано в дригих разделах.

Обратный пьезоэлектрический эффект, ключевой эффект для реализации функций актуатора, - представляет собой деформацию пьезоэлектрического материала под воздействием приложенного электрического поля.

Начиная с 60-х, наиболее распространенным материалом для актуаторов была керамика из цирконата-титаната свинца (Lead Zirconate Titanate - PZT). Крупногабаритная пьезо керамика устанавливалась на внешние электроды для подключения электрического поля. Она позволяла осуществлять деформацию в диапазоне 300 частей на миллион при напряженности электрического поля 600 кВ/м. Такое поле требовало больших напряжений, за исключением резонанса, так как коэффициент добротности позволял производить полную деформацию с уменьшенным напряжением. Этот метод ведет к появлению «резонансных актуаторов», которые впервые были разработаны Полем Ланжевеном в 1917 для построения излучателя гидролокатора. Этот принцип используется CEDRAT TECHNOLOGIES в различных вибрационных устройствах и звуковых и ультрозвуковых генераторах.

Многослойная пьезо керамика (Multi LAyer piezo ceramics - MLA) была разработана в 90-х с целью уменьшения величины требуемого напряжения за пределами резонанса. Благодаря структуре на основе слоев из пьезо керамики из цирконата-титаната свинца толщиной 50 – 100 мкм, размещенными между внутренними электродами, максимальное значение напряженности электрическое поле смогло дойти до значения 2 МВ/м при напряжении менее, чем 200 В, что привело к значению активной деформации около 1000 частей на миллион. В узком смысле, на основе многослойной пьезо керамики пьезоактуаторы являются твердотельными управляемыми актуаторами, производящими деформацию под действием напряжения.

В стандартных пьезоэлектрических актуаторах CEDRAT TECHNOLOGIES, таких как PPA и APA® пьезо материалы используются подобным образом уже более 10 лет. В контексте применения в космосе, на рынке доступна различная по характеристикам и надежности пьезо керамика, что дает преимущество выбора для заказчиков из космической и некосмической отрасли.

Разработанные компанией CEDRAT TECHNOLOGIES  по специальным требованиям пьезоэлектрические актуаторы и сопутствующая электроника представлена в следующих примерах: Пьезо актуатор с полым валом, Актуатор с увеличенным усилителем перемещения для получения миллиметрового хода, пьезо актуатор с усилителем перемещения с усиленной механической преднагрузкой для выдерживания больших внешних вибраций (для космического применения), чрезвычайно малогабаритные (микро) и особенно крупные актуаторы …

Также компания CEDRAT TECHNOLOGIES разрабатывает и более сложные Пьезо Механизмы и Пьезо Двигатели, которые не могут быть классифицированы как просто пьезо актуаторы. Они представлены в других разделах сайта.

Более подробная техническая информация по пьезо актваторам в оригинале на английском языке приведена в разделе Публикации.

Видео 1: Пьезоэлектрический Актуатор с  Увеличенным Усилителем перемещения (Super Amplified Piezoelectric Actuators)

 

Видео 2: Микро пьезо актуаторы. Концепция гексапода.

 

Видео 3: Параллельно преднагруженный пьезо актуатор PPA10M

 

 

Микро Пьезо Актуаторы
Описание: Миниатюрные пьезо актуаторы и управляющая электроника на основе стандартных Пьезоэлектрических Актуатов с Усилителем перемещения. См. видео ролик в разделе Видео.
Области применения: Авиакосмическая отрасль, Микротехнологии, Робототехника, Беспилотные летательные аппараты ...
Статус: Стандартное изделие

  

Пьезоэлектрический Актуатор с Усилителем перемещения APA 120ML-PP
Описание: Опция Параллельной Преднагрузки (Parallel Prestress - PP) в Пьезоэлектрическом Актуаторе с Усилителем перемещения позволяет удвоить его сопротивляемость вибрации. Технология разработана совместно с Французским Космическим агентством для встраиваемых телескопов на спутниках. См. описание APA 120ML-PP.
Области применения: Авиакосмическая отрасль, Оптика, Механизмы фокусировки, увеличенная сопротивляемость к вибрациям при выводе на орбиту.
Статус: Этап оценки для космических применений

  

 Параллельно преднагруженный Актуатор PPA 10M
Описание: Параллельно Преднагруженный Актуатор (Parallel Pre-stressed Actuator – PPA) PPA 10M разработан в соответствии с требованиями для космических применений. Особое внимание уделялось отсутствию скачкобразного движения движения при трении прихват-проскальзывание (to avoid stick – slip behavior).
Области применения: Приборостроение, Авиакосмическая отрасль, Оптроника, Резонатор лазера, и т.д...
Статус: Космически квалифицированный прототип

  

Параллельно Преднагруженный Пьезо Актуатор с Полым Валом HPPA
Описание: Параллельно Преднагруженный Пьезо Актуатор с Полым Валом (Hollow Parallel Pre-stressed Actuator - HPPA) – это Пьезо Актуатор непосредственного привода с отверстием в нем диаметром 8 мм
Области применения: Механизм фокусировки, Линии оптической задержки, Резонатор лазера, и т.д. ...
Статус: Космически квалифицированный прототип

    

Пьезоэлектрический Актуатор с  Увеличенным Усилителем перемещения (Super Amplified Piezoelectric Actuators) для МРТ   Описание в разработке ...
Описание: Немагнитный пьезо актуатор с большой величиной хода был разработан для интеграции в оборудование магнитно-резонансной томографии. См. видео ролик в разделе Видео.
Области применения: МРТ, Медицина, Не магнитный, и т.д. ...
Статус: Прототип

  

Активные закрылки
Описание: Легкий, мощный и обладающий большим ходом Пьезоэлектрический Актуатор с  Усилителем перемещения для изготовления активных закрылков вертолетных лопастей и рулевого оперения беспилотных (БПЛА) и микро летательных аппаратов (МЛА) с элементами «искусственного интеллекта» и ракет. Проект в кооперации с ONERA.
Области применения: Аэрокосмическая отрасль, Вертолет, Missile, БПЛА, Микро ЛА, и т.д. ...
Статус: Прототип

  

 Электроактивные полимеры (Electro-active polymers - EAP)
Описание: Благодаря зарегистрированным незаурядным электромагнитным характеристикам растет интерес к электроактивным полимерам (Electro-Active Polymers -EAP). Эти свойства могут позволить разработать новый вид активных устройств. Большинство этих выдающихся свойств (растяжение до 300 %)  были описаны а примере предварительно напряженных устройств.
Области применения: Актуаторы, большой ход, низкая стоимость
Статус: Демонстрационный комплект