一種多層壓電陶瓷片同時(shí)工作的壓電風(fēng)扇的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電扇技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種多層壓電陶瓷片同時(shí)工作的壓電風(fēng)扇。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，壓電電扇主要結(jié)構(gòu)部件是由壓電風(fēng)扇葉片和壓電風(fēng)扇電源驅(qū)動(dòng)兩大部分組成，其工作原理是壓電陶瓷在電場的作用下，利用壓電陶瓷獨(dú)有的壓電特性，也就是利用壓電陶瓷的逆壓電效應(yīng)，在通電的情況下，壓電陶瓷會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)和偏轉(zhuǎn)，并通過機(jī)械放大，達(dá)到風(fēng)向穩(wěn)定、高速、長壽命的風(fēng)扇效果?，F(xiàn)有的風(fēng)扇葉片由陶瓷片粘接而成，并用交流電來驅(qū)動(dòng)，長期在達(dá)到壓電陶瓷片共振點(diǎn)下工作，壓電陶瓷非常疲勞，很容易產(chǎn)生碎裂，壽命非常短，還不能完全滿足使用需求。也有一部分采用壓電雙晶片形式，增加金屬葉片來作為位移放大，兩側(cè)壓電片交替工作，但只有單層壓電陶瓷片分別工作，偏轉(zhuǎn)位移幅度小，風(fēng)量偏小。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]發(fā)明目的:針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明的目的是提供一種多層壓電陶瓷片同時(shí)工作的壓電風(fēng)扇，兩側(cè)的多片壓電陶瓷片同時(shí)工作，且驅(qū)動(dòng)電壓與壓電材料的極化方向相同，大幅提高風(fēng)扇組件的偏轉(zhuǎn)幅度，減少壓電陶瓷的過度疲勞，并提高工作壽命。
[0004]技術(shù)方案:為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0005]—種多層壓電陶瓷片同時(shí)工作的壓電風(fēng)扇，包括壓電陶瓷片、復(fù)合材料層和安裝底座；所述的壓電陶瓷片有3片以上，每片壓電陶瓷片的上下面分別極化成正負(fù)極，各片壓電陶瓷片依次疊加連接，相鄰兩片的壓電陶瓷片的接觸面極性相同，在極性相同的接觸面之間設(shè)電極引出導(dǎo)體，電極引出導(dǎo)體與導(dǎo)線相連；在其中一個(gè)極性相同的接觸面之間設(shè)復(fù)合材料層取代電極引出導(dǎo)體。
[0006]位于復(fù)合材料層兩側(cè)的壓電陶瓷片數(shù)量相同或不相同。
[0007]復(fù)合材料層設(shè)在兩個(gè)均為正極的壓電陶瓷片接觸面之間，復(fù)合材料層接地，復(fù)合材料層的自由端延伸成風(fēng)扇的葉片。
[0008]復(fù)合材料層設(shè)在兩個(gè)均為負(fù)極的壓電陶瓷片接觸面之間，復(fù)合材料層接電源正極，在復(fù)合材料層的自由端設(shè)風(fēng)扇葉片。
[0009]有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的多層壓電陶瓷片同時(shí)工作的壓電風(fēng)扇，具有優(yōu)點(diǎn):1)采用多層壓電陶瓷片同時(shí)工作，大幅提高風(fēng)扇的偏轉(zhuǎn)幅度，提高風(fēng)扇的風(fēng)量；2)采用兩側(cè)壓電陶瓷分別交替工作，使得壓電陶瓷有一半時(shí)間可以休息，減少壓電陶瓷的過度疲勞，大大提高其工作壽命；3)將壓電陶瓷片粘接在復(fù)合材料兩側(cè)，降低壓電陶瓷內(nèi)應(yīng)力；4)使用中間復(fù)合材料或金屬片。并延伸作為風(fēng)扇葉片；簡化工藝操作；4)具有很好的實(shí)用性，能產(chǎn)生較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效應(yīng)。
【附圖說明】
[0010]圖1是多層壓電陶瓷片同時(shí)工作的壓電風(fēng)扇的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖2是第一種多層壓電陶瓷片同時(shí)工作的壓電風(fēng)扇的驅(qū)動(dòng)方式示意圖；
[0012]圖3是第二種多層壓電陶瓷片同時(shí)工作的壓電風(fēng)扇的驅(qū)動(dòng)方式示意圖；
[0013]圖4是多層壓電陶瓷片同時(shí)工作的壓電風(fēng)扇的多片擴(kuò)展示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合具體附圖進(jìn)一步闡明本發(fā)明，本【具體實(shí)施方式】在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，應(yīng)理解這些方式僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。
[0015]如圖1和圖4，多層壓電陶瓷片同時(shí)工作的壓電風(fēng)扇，包括壓電陶瓷片1、復(fù)合材料層2和安裝底座3 ;壓電陶瓷片I有3片以上，每片壓電陶瓷片的上下面分別極化成正負(fù)極，各片壓電陶瓷片依次疊加連接，相鄰兩片的壓電陶瓷片的接觸面極性相同，在極性相同的接觸面之間設(shè)電極引出導(dǎo)體4，電極引出導(dǎo)體4與導(dǎo)線5相連；在其中一個(gè)極性相同的接觸面之間設(shè)復(fù)合材料層2取代電極引出導(dǎo)體4。位于復(fù)合材料層2兩側(cè)的壓電陶瓷片I的數(shù)量可以相同也可以不相同。當(dāng)復(fù)合材料層I設(shè)在兩個(gè)均為正極的壓電陶瓷片接觸面之間，復(fù)合材料層接地，復(fù)合材料層的自由端延伸成風(fēng)扇的葉片，此時(shí)復(fù)合材料層可以直接采用金屬片。當(dāng)復(fù)合材料層設(shè)在兩個(gè)均為負(fù)極的壓電陶瓷片接觸面之間，復(fù)合材料層接電源正極，在復(fù)合材料層的自由端設(shè)風(fēng)扇葉片。
[0016]多層壓電陶瓷片同時(shí)工作的壓電風(fēng)扇，以每側(cè)兩片壓電陶瓷為例(但不限于兩片)，如圖2所示，左側(cè)兩片壓電陶瓷極性按照“一、+、+、一”排列，“ + ”電極用導(dǎo)體引出作為一個(gè)控制極，外側(cè)負(fù)極與中間復(fù)合材料層連接，并接地。右側(cè)兩片壓電陶瓷極性也按照“一、+、+、一”排列，“ + ”電極用導(dǎo)體引出作為另一個(gè)控制極，外側(cè)負(fù)極與中間復(fù)合材料層連接，并接地。當(dāng)左側(cè)壓電陶瓷正極引出導(dǎo)體接電源V時(shí)(右側(cè)壓電陶瓷正極此時(shí)為O)壓電陶瓷受到正向電壓，在電場的作用下，壓電材料厚度方向伸長，徑向收縮，由于壓電材料一側(cè)粘接在中間復(fù)合材料層上限制了收縮，壓電材料只能往左側(cè)彎曲。當(dāng)右側(cè)壓電陶瓷正極引出導(dǎo)體接電源V時(shí)(左側(cè)壓電陶瓷正極此時(shí)為0)，壓電陶瓷受到正向電壓，在電場的作用下，壓電材料厚度方向伸長，徑向收縮，由于壓電材料一側(cè)粘接在中間復(fù)合材料層上限制了收縮，壓電材料只能往右側(cè)彎曲。控制電源變化頻率，壓電片就會(huì)左右往復(fù)偏轉(zhuǎn)，當(dāng)電源控制頻率與壓電組件的諧振頻率一致時(shí)，偏轉(zhuǎn)幅度可以達(dá)到最大值。在壓電陶瓷最佳共振頻率點(diǎn)，風(fēng)扇的效果也為最佳。
[0017]改變壓電陶瓷極性排列規(guī)則，如圖3所示，兩側(cè)兩片壓電陶瓷安照“+、一、一、+”排列。負(fù)極電極用電極導(dǎo)體引出作為控制極，中間電極接V，兩個(gè)負(fù)極分別交替接0/V，原理同上述相同，壓電材料同樣往復(fù)偏轉(zhuǎn)。
[0018]本發(fā)明的多層壓電陶瓷片同時(shí)工作的壓電風(fēng)扇，每片壓電陶瓷片的正極與相鄰的另一片正極粘接，并將正極間的電極引出，壓電陶瓷片的負(fù)極與相鄰的另一片陶瓷片的負(fù)極粘接，并將負(fù)極間的電極引出，復(fù)合材料層兩側(cè)的壓電陶瓷片引出的正極、負(fù)極分別合并連接，其中負(fù)極(或正極)與中間復(fù)合材料層連接，封裝在底座內(nèi)，形成懸臂梁結(jié)構(gòu)，在電源驅(qū)動(dòng)下可以往復(fù)偏轉(zhuǎn)，形成壓電風(fēng)扇。本發(fā)明的多層壓電陶瓷片同時(shí)工作的壓電風(fēng)扇，采用多片壓電陶瓷片組合，復(fù)合材料層或金屬片兩側(cè)的壓電材料交替工作，可獲得較大的偏轉(zhuǎn)幅度，并且直流驅(qū)動(dòng)電壓方向與壓電陶瓷材料的極性保持一致，使得壓電陶瓷有一半時(shí)間可以休息，減少壓電陶瓷的過度疲勞，大大提高其工作壽命；當(dāng)驅(qū)動(dòng)電源的輸出變換頻率與壓電組件自身的諧振頻率一致時(shí)，就能使得壓電電扇風(fēng)達(dá)到最大擺幅，保證壓電風(fēng)扇的最佳效果。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種多層壓電陶瓷片同時(shí)工作的壓電風(fēng)扇，包括壓電陶瓷片(I)、復(fù)合材料層(2)和安裝底座(3);其特征在于:所述的壓電陶瓷片(I)有3片以上，每片壓電陶瓷片(I)的上下面分別極化成正負(fù)極，各片壓電陶瓷片(I)依次疊加連接，相鄰兩片的壓電陶瓷片(I)的接觸面極性相同，在極性相同的接觸面之間設(shè)電極引出導(dǎo)體(4)，電極引出導(dǎo)體(4)與導(dǎo)線(5)相連；在其中一個(gè)極性相同的接觸面之間設(shè)復(fù)合材料層(2)取代電極引出導(dǎo)體(4)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層壓電陶瓷片同時(shí)工作的壓電風(fēng)扇，其特征在于:位于復(fù)合材料層(2 )兩側(cè)的壓電陶瓷片(I)數(shù)量相同。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層壓電陶瓷片同時(shí)工作的壓電風(fēng)扇，其特征在于:位于復(fù)合材料層(2 )兩側(cè)的壓電陶瓷片(I)數(shù)量不相同。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層壓電陶瓷片同時(shí)工作的壓電風(fēng)扇，其特征在于:復(fù)合材料層(2)設(shè)在兩個(gè)均為正極的壓電陶瓷片(I)接觸面之間，復(fù)合材料層(2)接地，復(fù)合材料層(2)的自由端延伸成風(fēng)扇的葉片。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層壓電陶瓷片同時(shí)工作的壓電風(fēng)扇，其特征在于:復(fù)合材料層(2)設(shè)在兩個(gè)均為負(fù)極的壓電陶瓷片(I)接觸面之間，復(fù)合材料層(2)接電源正極，在復(fù)合材料層(2 )的自由端設(shè)風(fēng)扇葉片。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種多層壓電陶瓷片同時(shí)工作的壓電風(fēng)扇，包括壓電陶瓷片、復(fù)合材料層和安裝底座；所述的壓電陶瓷片有3片以上，每片壓電陶瓷片的上下面分別極化成正負(fù)極，各片壓電陶瓷片依次疊加連接，相鄰兩片的壓電陶瓷片的接觸面極性相同，在極性相同的接觸面之間設(shè)電極引出導(dǎo)體，電極引出導(dǎo)體與導(dǎo)線相連；在其中一個(gè)極性相同的接觸面之間設(shè)復(fù)合材料層取代電極引出導(dǎo)體。本實(shí)用新型采用多片壓電陶瓷片組合，復(fù)合材料層或金屬片兩側(cè)的壓電材料交替工作，可獲得較大的偏轉(zhuǎn)幅度，并且直流驅(qū)動(dòng)電壓方向與壓電陶瓷材料的極性保持一致，使得壓電陶瓷有一半時(shí)間可以休息，減少壓電陶瓷的過度疲勞，大大提高其工作壽命，保證壓電風(fēng)扇的最佳效果。
【IPC分類】F04D33/00, H02N2/14
【公開號】CN204928623
【申請?zhí)枴緾N201520665513
【發(fā)明人】楊杰, 張偉東
【申請人】江蘇聯(lián)能電子技術(shù)有限公司
【公開日】2015年12月30日
【申請日】2015年8月31日