一種多層壓電陶瓷片同時工作的壓電風扇的制作方法
【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工作的壓電風扇。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，壓電電扇主要結(jié)構(gòu)部件是由壓電風扇葉片和壓電風扇電源驅(qū)動兩大部分組成，其工作原理是壓電陶瓷在電場的作用下，利用壓電陶瓷獨有的壓電特性，也就是利用壓電陶瓷的逆壓電效應，在通電的情況下，壓電陶瓷會產(chǎn)生振動和偏轉(zhuǎn)，并通過機械放大，達到風向穩(wěn)定、高速、長壽命的風扇效果?，F(xiàn)有的風扇葉片由陶瓷片粘接而成，并用交流電來驅(qū)動，長期在達到壓電陶瓷片共振點下工作，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工作的壓電風扇，兩側(cè)的多片壓電陶瓷片同時工作，且驅(qū)動電壓與壓電材料的極化方向相同，大幅提高風扇組件的偏轉(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工作的壓電風扇，包括壓電陶瓷片、復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電極引出導體，電極引出導體與導線相連；在其中一個極性相同的接觸面之間設復合材料層取代電極引出導體。
[0006]位于復合材料層兩側(cè)的壓電陶瓷片數(shù)量相同或不相同。
[0007]復合材料層設在兩個均為正極的壓電陶瓷片接觸面之間，復合材料層接地，復合材料層的自由端延伸成風扇的葉片。
[0008]復合材料層設在兩個均為負極的壓電陶瓷片接觸面之間，復合材料層接電源正極，在復合材料層的自由端設風扇葉片。
[0009]有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的多層壓電陶瓷片同時工作的壓電風扇，具有優(yōu)點:1)采用多層壓電陶瓷片同時工作，大幅提高風扇的偏轉(zhuǎn)幅度，提高風扇的風量；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合材料兩側(cè)，降低壓電陶瓷內(nèi)應力；4)使用中間復合材料或金屬片。并延伸作為風扇葉片；簡化工藝操作；4)具有很好的實用性，能產(chǎn)生較好的經(jīng)濟效益和社會效應。
【附圖說明】
[0010]圖1是多層壓電陶瓷片同時工作的壓電風扇的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖2是第一種多層壓電陶瓷片同時工作的壓電風扇的驅(qū)動方式示意圖；
[0012]圖3是第二種多層壓電陶瓷片同時工作的壓電風扇的驅(qū)動方式示意圖；
[0013]圖4是多層壓電陶瓷片同時工作的壓電風扇的多片擴展示意圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合具體附圖進一步闡明本發(fā)明，本【具體實施方式】在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進行實施，應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工作的壓電風扇，包括壓電陶瓷片1、復合材料層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電極引出導體4，電極引出導體4與導線5相連；在其中一個極性相同的接觸面之間設復合材料層2取代電極引出導體4。位于復合材料層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。當復合材料層I設在兩個均為正極的壓電陶瓷片接觸面之間，復合材料層接地，復合材料層的自由端延伸成風扇的葉片，此時復合材料層可以直接采用金屬片。當復合材料層設在兩個均為負極的壓電陶瓷片接觸面之間，復合材料層接電源正極，在復合材料層的自由端設風扇葉片。
[0016]多層壓電陶瓷片同時工作的壓電風扇，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，“ + ”電極用導體引出作為一個控制極，外側(cè)負極與中間復合材料層連接，并接地。右側(cè)兩片壓電陶瓷極性也按照“一、+、+、一”排列，“ + ”電極用導體引出作為另一個控制極，外側(cè)負極與中間復合材料層連接，并接地。當左側(cè)壓電陶瓷正極引出導體接電源V時(右側(cè)壓電陶瓷正極此時為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)粘接在中間復合材料層上限制了收縮，壓電材料只能往左側(cè)彎曲。當右側(cè)壓電陶瓷正極引出導體接電源V時(左側(cè)壓電陶瓷正極此時為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)粘接在中間復合材料層上限制了收縮，壓電材料只能往右側(cè)彎曲?？刂齐娫醋兓l率，壓電片就會左右往復偏轉(zhuǎn)，當電源控制頻率與壓電組件的諧振頻率一致時，偏轉(zhuǎn)幅度可以達到最大值。在壓電陶瓷最佳共振頻率點，風扇的效果也為最佳。
[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。負極電極用電極導體引出作為控制極，中間電極接V，兩個負極分別交替接0/V，原理同上述相同，壓電材料同樣往復偏轉(zhuǎn)。
[0018]本發(fā)明的多層壓電陶瓷片同時工作的壓電風扇，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，壓電陶瓷片的負極與相鄰的另一片陶瓷片的負極粘接，并將負極間的電極引出，復合材料層兩側(cè)的壓電陶瓷片引出的正極、負極分別合并連接，其中負極(或正極)與中間復合材料層連接，封裝在底座內(nèi)，形成懸臂梁結(jié)構(gòu)，在電源驅(qū)動下可以往復偏轉(zhuǎn)，形成壓電風扇。本發(fā)明的多層壓電陶瓷片同時工作的壓電風扇，采用多片壓電陶瓷片組合，復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；當驅(qū)動電源的輸出變換頻率與壓電組件自身的諧振頻率一致時，就能使得壓電電扇風達到最大擺幅，保證壓電風扇的最佳效果。
【主權(quán)項】
1.一種多層壓電陶瓷片同時工作的壓電風扇，包括壓電陶瓷片(I)、復合材料層(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電極引出導體(4)，電極引出導體(4)與導線(5)相連；在其中一個極性相同的接觸面之間設復合材料層(2)取代電極引出導體(4)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層壓電陶瓷片同時工作的壓電風扇，其特征在于:位于復合材料層(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工作的壓電風扇，其特征在于:位于復合材料層(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工作的壓電風扇，其特征在于:復合材料層(2)設在兩個均為正極的壓電陶瓷片(I)接觸面之間，復合材料層(2)接地，復合材料層(2)的自由端延伸成風扇的葉片。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層壓電陶瓷片同時工作的壓電風扇，其特征在于:復合材料層(2)設在兩個均為負極的壓電陶瓷片(I)接觸面之間，復合材料層(2)接電源正極，在復合材料層(2 )的自由端設風扇葉片。
【專利摘要】本實用新型公開了一種多層壓電陶瓷片同時工作的壓電風扇，包括壓電陶瓷片、復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電極引出導體，電極引出導體與導線相連；在其中一個極性相同的接觸面之間設復合材料層取代電極引出導體。本實用新型采用多片壓電陶瓷片組合，復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