美国 APC INTERNATIONAL 压电堆栈执行器 压电致动器

堆栈执行器的基础知识

压电材料是在变形时会产生电荷的材料，或者相反，它们在带电时会产生变形。后者是逆压电响应和负责驱动的响应。

执行器本质上是一个电动机或运动发电机，通常是线性的，范围有限。当施加电场时，压电陶瓷促动器将产生线性位移，并且该位移也能够施加力，因此促动器能够做功。可以施加的力的大小取决于促动器的横截面积。

压电器件可以产生的运动量等于施加的电压量乘以 d33 或压电电系数。这个压电系数 d33 是压电材料的品质因数，与材料将电能转化为机械能的效率有关。请注意，此运动不取决于压电元件的尺寸。因此，当将压电陶瓷元件堆叠在一起时，对实现的运动量会产生乘法效应。但是，可以施加的电压量将取决于材料和每个元件的厚度。在相同的外加电压下，一组 2 个压电元件的移动将是单个压电元件的两倍，而一组 3 个压电元件的移动将是具有相同外加电压的单个元件的 3 倍，依此类推。这是多层致动器的基础。

多层促动器本质上是许多堆叠的压电材料层协同作用。有低压执行器，通常在高达 200 伏的电压下运行，也有高压执行器，工作电压高达 1000 伏。

低压致动器是共燃的多层致动器。这些具有非常薄的陶瓷层，这些陶瓷层是通过铸造陶瓷/有机浆料形成胶带制成的，干燥，用薄的贵金属电极（通常是银钯电极）电极，电极带堆叠、层压并烧成致密的陶瓷/电极封装。将烧制的包装切割成一定尺寸，露出电极并进行电气连接。通过施加直流磁场来激活压电材料，并涂覆保护绝缘涂层，从而对电堆进行极化。

高压致动器由离散的烧结、极化陶瓷盘、环或板构成，陶瓷之间交错着薄金属叶电极。该设备使用优质粘合剂粘合在一起。这些堆栈执行器通常封装在金属外壳中，并施加适当的预应力。这些促动器的其他选项可以是专门为管理运行过程中产生的热量而设计的外壳，或者包括压电叠层促动器的位置感应可能性。

压电陶瓷促动器的运动约为 100 微米，支持 7 kN/cm2 的负载。因此，必须了解压电陶瓷促动器的优势，以确保与传统电机相比，它们是应用的正确选择。

与传统电机相比，压电电机的优点是：快速响应无延迟，非常高的加速度，非常高的发电量，紧凑的设计，高机械功率密度，仅在产生运动时消耗电力，在真空和低温条件下运行，没有旋转部件，不受磁场的影响。

安装压电陶瓷促动器时必须注意，所有施加在促动器上的应力都是轴向的，并且是纯粹的压应力。压电陶瓷促动器可以设计有各种端件，以确保适当的负载。

压电陶瓷促动器的应用包括用于通信的光纤调制、精确定位设备、比例阀、电气开关、微型泵、喷墨打印机和防振设备。

APC提供各种压电陶瓷促动器电源/放大器，用于在您的机电系统中操作我们的压电陶瓷促动器。

低压压电堆栈执行器（最大 150 V）