Piesomootor

Piesoelektriline mootor ehk piesomootor on elektrimootor, mis põhineb piesoelektriliste materjalide kujumuutusel elektrivälja muutudes. Seega kasutab piesomootor piesoelektrilist pöördefekti. Kulg- või pöörlemisliikumise saavutamiseks tekitab ultrahelisagedusega muutuv elektriväli piesokeraamilises materjalis sama sagedusega mehaanilisi võnkumisi.

Piesoelektrilised mootorid ei konkureeri võimsuse poolest tavaliste (elektromagnetiliste) mootoritega, aga neil on tugevaid külgi kitsamatel aladel. Mähiste ja magnetahela puudumine võimaldab valmistada neid eriti kompaktseina. Piesomootor muundab elektrienergiat mehaaniliseks väga suure kasuteguriga, mis mõnel mootoritüübil ületab 90%. Mootor arendab suurt pöördemomenti ja seejuures ka suurt pidurdusmomenti toitepinge katkestamisel. Seetõttu on võimalik panna rootori liikuma väga väikese pöördenurga ulatuses. Näiteks kui mootorit, mis teeb 6 pööret sekundis, toita 200-kilohertsise impulsspingega, vastab ühele impulsile pöördenurk umbes pool nurgaminutit. Toitepinge suure sageduse (vähemalt 20 kHz) tõttu töötab mootor müratult. Samuti taluvad nad tugevat magnetvälja (31 teslat), madalat temperatuuri (kuni 10 millikelvinit) ja ülisuurt vaakumit (5¬¬•10⁻¹¹ millibaari).

Piesomootorite juhtimiseks tuleb tihti rakendada suhteliselt kõrget pinget ‒ libisemist ja hõõrdumist kasutava attocube-mootori puhul näiteks 40-voldise amplituudiga saehambakujulist pinget. Seetõttu vajavad piesomootorid ka keerukaid mootorikontrollereid.

Praegused lahendused

Samm-mootor

Astuv piesoelektriline mootor

Ühe võimaliku tehnilise lahendusena rakendatakse piesokeraamikat rootori samm-sammult liigutamiseks. Kasutatakse vähemalt kahte eraldi juhitavat kristallide gruppi, millest üks on liikuma panev ja teine lukustuv. Liikuma panevad kristallid on lukustuvate vahel ja kinnitatud staatorile.

Esiteks aktiveeritakse lukustav kristalligrupp – see haardub rootoriga. Seejärel aktiveeritakse liikumapanevad kristallid, mis pikenedes liigutavad rootorit edasi. Siis deaktiveeritakse lukustav kristalligrupp, ning pärast seda liikumapanev, et saavutada algolek.

Libisev-hõõrduv mootor

Libisev-hõõrduv täitur (aktuator)

Ühe võimaliku edasiliikumise viisina kasutatakse erineva kiirusega pikenemist ja lühenemist, et roomata edasi nagu röövik. Ühes suunas liigutatakse piesoelektrilist täiturit aeglaselt, nii et rootor liigub kaasa. Seejärel tõmbub piesoelektriline materjal kiirelt kokku – rootor jääb paigale.

Automaatteravustamisega objektiivi piesomootor

Kasutamine objektiivi ajamis

Kaamera objektiivi automaatse teravustamise ajamis kasutatakse ultraheli-mikromootoreid ja peamiselt kallimates kaamerates ringikujulisi piesomootoreid, mida paljud tootjad nimetavad erinevalt:

• Canon – USM (Ultrasonic Motor)
• Nikon – SWM (Silent-Wave-Motor)
• Olympus – SWD (Supersonic Wave Drive)
• Pentax – SDM (Supersonic Dynamic Motor)
• Sigma – HSM (Hyper Sonic Motor)
• Sony – SSM (Super Sonic Motor)
• Tamron – USD (Ultrasonic Silent Drive)

Vaata ka

• Piesoelekter
• Elektrimootor