压电驱动器

1） 压电驱动器原理

压电驱动器是基于波动原理的新型控制与驱动的微驱动器。它利用压电元件的逆压电效应，将电能转换为机械能的新型驱动装置。

2） 压电驱动器特点

压电驱动器压电体对电信号响应快、分辨率高、推力大，无磁场干扰同时也不受外界磁场干扰，且体积小；若在马达应用中，压电驱动器主要是依靠摩擦驱动，又具有低速、大力矩和高分辨率；同时无信号输入时，依靠静摩擦力又可使马达输出轴保持自锁，又由于其具有单位体积输出能量大、结构紧凑、形式多样、可控性好，在精密机械和自动控制领域中展现了良好的应用前景。

3） 驱动器基本结构。（陶瓷驱动器结构）

Bimorph是现在我们经常用到的。它是金属弹性片夹在两片陶瓷元件里而Unimorph是只有一片陶瓷元件和一片金属弹性片在一起的。
下面是双压电晶片（Bimorph）驱动器结构基本原理如下：

图示为Bimorph压电驱动器例子

a)为各向异性弹性金属片，能够加强碳光纤的导向能力，使位移放大率比同向的增大1.5倍。而尖细的Bimorph如图示

b)，该结构可加大共振频率并能够保护触点位移。

下图为两种压电bimorph在电荷作用下的情况：a) 机械上与电路上均串联的偏振型 b) 机械上串联电路上并联的偏振型

其对应的形变量如下：

a)
b)
其中：d31----压电常数；L----陶瓷元件长度； t----陶瓷元件厚度；V----电压。
相应的频率为：

其中：L----陶瓷元件长度； t----陶瓷元件厚度；ρ----陶瓷元件密度；s11E----弹性柔顺系数。
当有中间因子的时候，其位移如下：

§＝

其中d31----压电常数；L----陶瓷元件长度； t----陶瓷元件厚度；V----电压 Ths----中间因子厚度