600007 г. Владимир, ул. 16 лет Октября, д. 68А, литер "Ф", этаж 2, помещение 12
+7 (4922) 53-10-31
info@skb-proton.ru

Часто задаваемые вопросы: Не нагреваются ли пьезомоторы?

Преобразователи частоты

Традиционные электромагнитные сервомоторы и шаговые двигатели испытывают электрические и механические потери, которые приводят к выделению тепла и могут ограничить их производительность. Пьезодвигатели также испытывают потери и тепловыделение, но поскольку они работают за счет пьезоэлектрического эффекта и не имеют механических частей, на их производительность влияют различные факторы.

Благодаря своей низкой проводимости и высокой теплоемкости пьезокерамические материалы обладают высокой тепловой инерцией. Это означает, что им требуется много времени, чтобы нагреться или остыть. В результате пьезодвигатель не будет испытывать значительного нагрева при прерывистой работе в кратковременных условиях высокой мощности. Но когда короткая работа с высокой мощностью происходит регулярно, средняя мощность (и, следовательно, выделяемое тепло) будет увеличиваться, и ее следует оценивать при проектировании и выборе.

Количество энергии, преобразуемой в тепло во время работы, может быть рассчитано как:

piezo motors

Где:

P = мощность, преобразованная в тепло (Вт)

tan δ = коэффициент диэлектрической диссипации

f = рабочая частота (Гц)

C = емкость пьезоматериала (F)

Uп-п = напряжение привода от пика к пику (В)

То коэффициент диэлектрической диссипации это спецификация диэлектрических потерь, присущих пьезоматериалу. Во время статической работы (удержания) выделяется очень мало тепла, но когда напряжение подается на высокой частоте, тепло, выделяемое внутри пьезоматериала, пропорционально коэффициенту рассеивания.

Как правило, при работе с низкой амплитудой и низкой частотой от 1 до 2% мощности, проходящей через исполнительный механизм, преобразуется в тепло. Когда привод работает в условиях высокой амплитуды и высокой частоты, от 8 до 12% мощности может быть преобразовано в тепло, и могут потребоваться средства для охлаждения. Конечно, также необходимо учитывать теплопроводность к соседним конструкциям, конвекцию через воздух, масло или другие жидкости и излучение (в случае вакуумных сред). Наилучший способ убедиться, что двигатель не перегревается, — это контролировать его нагрев с помощью датчика температуры и выполнять тепловое моделирование, учитывающее двигатель, прилегающие конструкции и факторы окружающей среды.

Пьезомоторы действительно имеют ряд преимуществ по сравнению с традиционными двигателями, когда дело доходит до выработки тепла. Во-первых, они не испытывают возвратно-поступательного движения оседания (обычно называемого “колебанием”) и возникающего в результате тепловыделения, которые характерны для серводвигателей. Далее, пьезодвигатели способны создавать относительно высокие удерживающие усилия без выделения тепла. И в отличие от традиционных двигателей, эффективность которых снижается (больше энергии преобразуется в тепло) по мере того, как они становятся меньше, пьезодвигатели имеют почти постоянную эффективность, независимо от их размера.

Автор изображения: Noliac