पीजोइलेक्ट्रिक मोटर
दाबविद्युत प्रेरक या दाब प्रेरक एक प्रकार की वैद्युत प्रेरक है, जो दाबविद्युत के आकार में परिवर्तन के आधार पर होती है, जब एक विद्युत क्षेत्र लागू होता है, जिसके परिणामस्वरूप विपरीत दाबविद्युत प्रभाव होता है। एक विद्युत परिपथ दाबविद्युत सामग्री में ध्वनिक या पराध्वनिक प्रेरक कंपन बनाता है, जो प्रायः लेड जिरकोनेट टाइटेनेट कभी-कभी लिथियम निओबेट या अन्य एकल स्फटिक सामग्री का नेतृत्व करता है, जो उनके तंत्र के आधार पर रैखिक या क्रमावर्तन गति का उत्पादन कर सकता है।[2] दाबविद्युत प्रेरक के उदाहरणों में इंचवर्म प्रेरक, सोपानक और स्लिप-स्टिक प्रेरक के साथ-साथ पराध्वनिक प्रेरक सम्मिलित हैं जिन्हें आगे चलकर अप्रगामी तरंग और प्रगामी तरंग प्रेरक में वर्गीकृत किया जा सकता है। दाबविद्युत प्रेरक सामान्यतः एक चक्रीय सोपानन गति का उपयोग करती हैं, जो स्फटिक के दोलन को मनमाने ढंग से बड़ी गति उत्पन्न करने की अनुमति देती है, जैसा कि अधिकांश अन्य दाबविद्युतिटी प्रवर्तकों के विपरीत होता है, जहां गति की सीमा स्थिर विकृति (सामग्री विज्ञान) द्वारा सीमित होती है जिसे दाबविद्युत तत्व में प्रेरित किया जा सकता है।
दाबविद्युत स्फटिक का विकास और गठन एक अच्छी तरह से विकसित उद्योग (अर्थशास्त्र) है, जो किसी दिए गए लागू विभवांतर के लिए बहुत समान और लगातार विरूपण पैदा करता है। यह विकृतियों के सूक्ष्म पैमाने के साथ मिलकर, दाबविद्युत प्रेरक को बहुत ही सूक्ष्म चरण बनाने की क्षमता देता है। निर्माता नैनोमीटर पैमाने पर सटीकता का दावा करते हैं। उच्च प्रतिक्रिया दर और स्फटिक के तेजी से विरूपण भी चरणों को बहुत उच्च आवृत्तियों पर - 5 मेगाहर्ट्ज से ऊपर होने देते हैं। यह लगभग 800 मिमी प्रति सेकंड या लगभग 2.9 किमी/घंटा की अधिकतम रैखिक गति प्रदान करता है।
दाबविद्युत प्रेरक की मजबूत चुंबकीय क्षेत्र में काम करने की उनकी क्षमता एक अनूठी क्षमता है। यह उन अनुप्रयोगों के लिए उनकी उपयोगिता को बढ़ाता है जो पारंपरिक विद्युत चुम्बकीय प्रेरक का उपयोग नहीं कर सकते हैं - जैसे परमाणु चुंबकीय अनुनाद एंटेना के अंदर उपयोग नहीं कर सकते हैं। अधिकतम प्रचालन तापमान उपयोग किए गए दाबविद्युत मृत्तिका के क्यूरी तापमान द्वारा सीमित है और +250 डिग्री सेल्सियस से अधिक हो सकता है।
दाबविद्युत प्रेरक के मुख्य लाभ उच्च स्थापन सटीकता, शक्तिहीन होने पर स्थिति की स्थिरता, और बहुत छोटे आकार में या असामान्य आकार जैसे पतले छल्ले में निर्मित होने की क्षमता है। दाबविद्युत प्रेरक के सामान्य अनुप्रयोगों में छायाचित्रक लेंस में संगमन प्रणाली के साथ-साथ सूक्ष्मदर्शिकी जैसे विशेष अनुप्रयोगों में सटीक गति नियंत्रण सम्मिलित हैं।
गुंजयमान प्रेरक प्रकार
पराध्वनिक प्रेरक
पराध्वनिक प्रेरक अन्य दाबविद्युत प्रेरक से कई मायनों में भिन्न हैं, हालांकि दोनों सामान्यतः दाबविद्युत सामग्री के किसी न किसी रूप का उपयोग करते हैं, सबसे स्पष्ट अंतर पराध्वनिक प्रेरक में घूर्णक के संपर्क में स्थिरक के कंपन को बढ़ाने के लिए अनुनाद का उपयोग है।
स्थिरक-घूर्णक संपर्क अंतरापृष्ठ, प्रगामी-तरंग कंपन और अप्रगामी-तरंग कंपन के साथ घर्षण को नियंत्रित करने के लिए सामान्यतः दो अलग-अलग तरीके उपलब्ध हैं।[3] 1970 के दशक में साशिदा द्वारा व्यावहारिक प्रेरक के शुरुआती संस्करणों में से कुछ, उदाहरण के लिए, एक प्रेरक बनाने के लिए संपर्क सतह पर एक कोण पर रखे गए पंखों के संयोजन में प्रगामी-तरंग कंपन का उपयोग किया गया था, यद्यपि वह एक ही दिशा में घूमता था। सशिदा और पैनासोनिक कॉर्पोरेशन, ALPS और कैनन इंक. के शोधकर्ताओं द्वारा बाद में अभिकल्पनाओं ने द्वि-दिशात्मक गति प्राप्त करने के लिए यात्रा-तरंग कंपन का उपयोग किया, और पाया कि यह व्यवस्था बेहतर दक्षता और कम संपर्क अंतरापृष्ठ पहनने की पेशकश करती है। एक असाधारण उच्च-आघूर्ण बल 'संकरित पारक्रमित्र' पराध्वनिक प्रेरक संपर्क अंतरापृष्ठ के साथ अक्षीय और मरोड़ वाले कंपन को संयोजित करने के लिए परिधि-ध्रुवीय और अक्षीय-ध्रुवीय दाबविद्युत तत्वों का एक साथ उपयोग करता है, जो एक चालन तकनीक का प्रतिनिधित्व करता है जो स्थायी और यात्रा-तरंग चालन विधियों के बीच कहीं स्थित है।
गैर-गुंजयमान प्रेरक प्रकार
इंचवर्म प्रेरक
इंचवर्म प्रेरक एक चलने-प्रकार की गति का उपयोग करके स्थिरक को धकेलने के लिए दाबविद्युत मृत्तिकाशिल्प का उपयोग करता है। ये दाबविद्युत प्रेरक स्फटिक के तीन समूहों का उपयोग करते हैं- दो 'अभिबंधन', और एक 'उद्देश्य' जो स्थायी रूप से प्रेरक के आवरण या स्थिरक (दोनों नहीं) से जुड़ते हैं। उद्देश्य समूह, अन्य दो के बीच मध्यवर्ती, गति प्रदान करता है।
इस दाबविद्युत प्रेरक का गैर-संचालित व्यवहार दो विकल्पों में से एक है: 'सामान्य रूप से बंद' या 'सामान्य रूप से मुक्त'। एक सामान्य रूप से मुक्त प्रकार शक्तिहीन होने पर मुक्त संचलन की अनुमति देता है लेकिन फिर भी वोल्टेज (विद्युत संचालन शक्ति) लगाकर बन्ध किया जा सकता है।
इंचवर्म प्रेरक उद्देश्य स्फटिक पर लागू वोल्टेज को अलग करके नैनोमीटर-मापक्रम स्थापन प्राप्त कर सकते हैं जबकि अभिबंधन स्फटिक का एक सम्मुच्चय लगा हुआ है।
सोपानन कार्रवाई
इंचवर्म प्रेरक की सक्रियता प्रक्रिया एक बहुस्तरीय चक्रीय प्रक्रिया है:
- सबसे पहले, 'अभिबंधन' स्फटिक के एक समूह को एक तरफ बंद करने और दाब स्फटिक के 'मध्यहित' के दूसरी तरफ वितालकन करने के लिए सक्रिय किया जाता है।
- अगला, 'उद्देश्य' स्फटिक समूह सक्रियकृत और आयोजित किया जाता है। इस समूह का विस्तार अपाशन किए गए 'अभिबंधन' समूह को प्रेरक पथ के साथ ले जाता है। यह एकमात्र चरण है जहां प्रेरक चलता है।
- फिर 'अभिबंधन' समूह चरण एक के अवमुक्त में सक्रियकृत हुआ ('सामान्य रूप से अभिबंधन' प्रेरक में, दूसरे में यह सक्रियकृत होता है)।
- फिर 'उद्देश्य' समूह जारी करता है, 'तलसर्पी अभिबंधन' समूह को हटाता है।
- अंत में, दोनों 'अभिबंधन' समूह अपनी स्वतः निर्धारित स्थिति में लौट आते हैं।
सोपानक या वॉक-चालन प्रेरक
इसी तरह नामित विद्युत्चुंबकीय सोपानक प्रेरक के साथ भ्रमित न हों, ये प्रेरक इंचवर्म प्रेरक के समान हैं, हालांकि, दाबविद्युत तत्व द्विरूपी हो सकते हैं जो एक अलग विस्तार और संकुचन तत्व का उपयोग करने के स्थान पर सर्पक के संभरण के लिए झुकते हैं।[4]
स्लिप-स्टिक प्रेरक
स्लिप-स्टिक प्रेरक का तंत्र स्थिर और गतिशील घर्षण के बीच अंतर के संयोजन में जड़ता पर निर्भर करता है। सोपानन कार्रवाई में एक धीमा विस्तार चरण होता है जहां स्थिर घर्षण को दूर नहीं किया जाता है, इसके बाद तेजी से संकुचन चरण होता है जहां स्थैतिक घर्षण दूर हो जाता है और प्रेरक और चलने वाले हिस्से के बीच संपर्क बिंदु बदल जाता है।
प्रत्यक्ष प्रेरक चालन
प्रत्यक्ष चालन दाबविद्युत प्रेरक निरंतर पराध्वनिक कंपन के माध्यम से गति बनाता है। इसका नियंत्रण परिपथ दाबविद्युत तत्वों के लिए एक दो-प्रणाल ज्यावक्रीय या वर्ग तरंग लागू करता है जो चूड़ीदार नालिका की झुकने वाली गुंजयमान आवृत्ति से मेल खाता है - सामान्यतः 40 kHz से 200 kHz की पराध्वनिक आवृत्ति होती है। यह कक्षीय गति बनाता है जो पेच को चलाता है।
एक दूसरा अभियान प्रकार, टेढ़ी-मेढ़ी प्रेरक, दाबविद्युत तत्वों का उपयोग करता है जो एक ढिबरी के लिए लंबकोणीय रूप से बंधे होते हैं। उनके पराध्वनिक कंपन एक केंद्रीय अग्रण पेच को घुमाते हैं।
एकल क्रिया
दाबविद्युत स्फटिक के साथ बहुत ही सरल एकल-कार्रवाई सोपानन प्रेरक बनाई जा सकती हैं। उदाहरण के लिए, एक कठोर और कठोर घूर्णक-तंतु के साथ एक नरम सामग्री (जैसे पोलीयूरथेन रबर) की एक पतली परत के साथ लेपित, कोणीय दाबविद्युत पारक्रमित्र की एक श्रृंखला की व्यवस्था की जा सकती है। (चित्र 2 देखें)। जब नियंत्रण परिपथ पारक्रमित्र के एक समूह को सक्रियकृत करता है, तो वे घूर्णक को धकेलते हैं। यह अभिकल्पना अधिक जटिल अभिकल्पनाओं के रूप में छोटे या सटीक कदम नहीं बना सकता है, लेकिन उच्च गति तक पहुँच सकता है और निर्माण के लिए सस्ता है।
एकस्व अधिकार
कंपन से चलने वाली प्रेरक का खुलासा करने वाला पहला यू.एस. एकस्व अधिकार "कंपायमान ऊर्जा वितरण करने की विधि और उपकरण" (यू.एस. पैट. संख्या 3,184,842, मारोपिस, 1965) हो सकता है। मैरोपिस एकस्व अधिकार एक स्पंदनात्मक उपकरण का वर्णन करता है जिसमें गुंजयमान युग्मन तत्व में अनुदैर्ध्य कंपन एक टोरॉयड प्रकार गुंजयमान अवसानक तत्व में मरोड़ वाले कंपन में परिवर्तित हो जाते हैं। पहला व्यावहारिक दाबप्रेरक दाबइलेक्ट्रॉनिक प्रयोगशाला में वी. लाव्रीनेंको द्वारा अभिकल्पित और निर्मित किया गया था, जो 1964 में कीव पॉलिटेक्निक संस्थान, USSR में प्रारम्भ हुआ था। इस तकनीक के शुरुआती विकास में अन्य महत्वपूर्ण एकस्व अधिकार में सम्मिलित हैं:
- इलेक्ट्रिकल प्रेरक, वी. लाव्रीनेंको, एम. नेक्रासोव, एकस्व अधिकार USSR # 217509, प्राथमिकता 10 मई, 1965।
- दाबविद्युत प्रेरक संरचनाएं (यू.एस. पैट. संख्या 4,019,073, विस्नेव्स्की, एट अल., 1977)
- पीजोइलेक्ट्रिकली चालित मरोड़ कंपन प्रेरक (यू.एस. पैट नं. 4,210,837, वसीलीव, एट अल., 1980)
यह भी देखें
- पराध्वनिक प्रेरक
- कैनन EF माउंट में प्रयुक्त पराध्वनिक प्रेरक चालन
- पराध्वनिक समांगित्र
संदर्भ
- ↑ attocube rotator ANR101
- ↑ Rupitsch, Stefan Johann (2019), "Piezoelectricity", Piezoelectric Sensors and Actuators, Topics in Mining, Metallurgy and Materials Engineering, Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, pp. 43–81, doi:10.1007/978-3-662-57534-5_3, ISBN 978-3-662-57532-1, retrieved 2021-05-05
- ↑ Zhao, Chunsheng (2011). Ultrasonic Motors (in English). Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg. doi:10.1007/978-3-642-15305-1. ISBN 978-3-642-15304-4.
- ↑ Spanner, Karl; Koc, Burhanettin (2016-02-26). "Piezoelectric Motors, an Overview". Actuators (in English). 5 (1): 6. doi:10.3390/act5010006. ISSN 2076-0825.
