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一款用于閥門、液滴等的壓電機(jī)構(gòu)促動(dòng)器設(shè)計(jì)

來(lái)源:哈爾濱芯明天科技有限公司   2022年12月01日 17:10  

本期內(nèi)容為大家介紹一款芯明天根據(jù)用戶需求定制設(shè)計(jì)的一款壓電機(jī)構(gòu)促動(dòng)器!我們稱該款壓電機(jī)構(gòu)促動(dòng)器的型號(hào)為XD791系列,它與常規(guī)型壓電機(jī)構(gòu)不太相同,是針對(duì)特殊應(yīng)用需求而設(shè)計(jì)。外觀如下圖所示。


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XD791系列壓電機(jī)構(gòu)促動(dòng)器的設(shè)計(jì)具有兩個(gè)重要的特點(diǎn):大出力和高動(dòng)態(tài)!它是采用直驅(qū)式驅(qū)動(dòng),將PZT壓電陶瓷的出力1:1輸出,保證出力不被縮減。此外,它的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),專門考慮到動(dòng)態(tài)工作升溫問(wèn)題。在應(yīng)用中,熱量的導(dǎo)出通常采用風(fēng)冷、油冷等,而XD791壓電機(jī)構(gòu)促動(dòng)器為散熱做了進(jìn)一步優(yōu)化,為熱量的導(dǎo)出做了充分的準(zhǔn)備。

采用掃頻儀對(duì)XD791壓電機(jī)構(gòu)促動(dòng)器進(jìn)行空載頻率掃描測(cè)試,測(cè)得它的空載諧振頻率為3026Hz。


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對(duì)XD791系列壓電機(jī)構(gòu)促動(dòng)器進(jìn)行了空載工作頻率的測(cè)試,對(duì)其施加90V的正弦驅(qū)動(dòng)電壓信號(hào),對(duì)不同頻率下該壓電機(jī)構(gòu)促動(dòng)器的位移進(jìn)行測(cè)量。不同頻率下的位移值曲線如下所示,橫坐標(biāo)是采集的數(shù)據(jù)組,縱坐標(biāo)為測(cè)得的位移值。


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對(duì)測(cè)得的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理,可得到在90V正弦電壓驅(qū)動(dòng)下,XD791系列壓電機(jī)構(gòu)促動(dòng)器在不同頻率下的位移值如下表所示。從數(shù)據(jù)中可看到,在1Hz至300Hz范圍,XD791系列壓電機(jī)構(gòu)促動(dòng)器的位移值基本保持在10μm左右。


工作頻率
位移值
頻率
位移值
1Hz
10.43μm
250Hz
10.83μm
100Hz
9.98μm
270Hz
11.32μm
150Hz
9.77μm
300Hz
11.49μm
200Hz
10.17μm





XD791系列壓電機(jī)構(gòu)促動(dòng)器的應(yīng)用




1XD791系列壓電機(jī)構(gòu)促動(dòng)器可用于液滴的形成及控制。



利用液滴進(jìn)行研究或生產(chǎn)等過(guò)程中,液滴的形成是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié),也是影響生產(chǎn)的關(guān)鍵因素之一。而所形成液滴的形式是由液滴的噴射過(guò)程各種因素的耦合作用決定的。

例如,加載在壓電機(jī)構(gòu)促動(dòng)器的電壓大小、電壓頻率、液體的性質(zhì)、噴嘴的結(jié)構(gòu)等。只有在各項(xiàng)參數(shù)值都達(dá)到合適狀態(tài)的時(shí)候,才能形成合適的液滴。否則,不會(huì)形成液滴、液滴形成緩慢或液體連續(xù)不斷等。

XD791系列壓電機(jī)構(gòu)促動(dòng)器具有大出力的特點(diǎn),可對(duì)促動(dòng)動(dòng)作的力量、幅度、速度、頻率進(jìn)行任意的控制調(diào)節(jié)。


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金屬液滴的噴射,如錫、銀等



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普通液體的噴射,如生物配藥、膠水等


2)XD791系列壓電機(jī)構(gòu)促動(dòng)器可用于閥門控制



閥門具有多種,如氣體閥門、液體閥門等,可用于控制氣體或液體的流通或斷開(kāi)。閥門的開(kāi)、關(guān)由壓電機(jī)構(gòu)促動(dòng)器控制,閥門打開(kāi)的大小由施加至壓電機(jī)構(gòu)促動(dòng)器的電壓控制,開(kāi)關(guān)的速度由施加至壓電機(jī)構(gòu)促動(dòng)器的控制電壓頻率決定等。

通常,閥門需工作在高動(dòng)態(tài)條件下,XD791系列壓電機(jī)構(gòu)促動(dòng)器的高動(dòng)態(tài)性可以為閥門控制提供高動(dòng)態(tài)的促動(dòng)操作。


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基本技術(shù)參數(shù)

型號(hào)
XD791.10K
運(yùn)動(dòng)方向
Z
傳感器
無(wú),可選
標(biāo)稱行程范圍(0~150V)
17μm
開(kāi)環(huán)分辨率
0.1nm
運(yùn)動(dòng)方向剛度
60N/μm
最大出力
1020N
空載固有頻率
3000Hz
重量
2560g
靜電容量
8.1μF
材質(zhì)
不銹鋼




其他定制壓電機(jī)構(gòu)促動(dòng)器




針對(duì)液滴、閥門等應(yīng)用,芯明天設(shè)計(jì)過(guò)多款壓電機(jī)構(gòu)促動(dòng)器,以適應(yīng)用戶的不同應(yīng)用結(jié)構(gòu)。

液滴和閥門類應(yīng)用是近些年的新興應(yīng)用,若您有相應(yīng)應(yīng)用的需求,歡迎您聯(lián)系芯明天溝通交流,我們共同探討更優(yōu)化的解決方案。

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