一种多层全对称双向交流平衡驱动压电风扇制造技术

本发明专利技术公开了一种多层全对称双向交流平衡驱动压电风扇，包括压电陶瓷片、高强度纤维和钢片；所述的压电陶瓷片有两片，陶瓷的两个面通过极化，陶瓷的一个面为正极，陶瓷的另一个面为负极。在压电陶瓷片的正反两个面上先分别粘连辅助电极。粘连好辅助电极后，两片陶瓷负极面上，分别粘连高强度纤维，最后将粘连好的高强度纤维，分别粘在钢片左右两侧，主要使高强度纤维与钢片粘接，形成以钢片为中心的压电风扇的复合电极“0”。采用双向交流平衡驱动，一是电压缓慢上升使得压电陶瓷既避免直接过压冲击，对脆弱的压电陶瓷造成伤害；二是双路间断驱动，避免单路长期不间断工作压电陶瓷的疲劳。

【技术实现步骤摘要】
一种多层全对称双向交流平衡驱动压电风扇
本专利技术涉及压电电扇
，特别是一种多层全对称双向交流平衡驱动压电风扇。
技术介绍
压电电扇主要结构部件是由压电风扇和驱动电源两部分组成，其工作原理是利用压电陶瓷自身压电特性，给压电陶瓷施加外力时，压电陶瓷自身会产生电荷，为压电陶瓷的正压电效应；反过来，给压电陶瓷通电，压电陶瓷产生位移和振动，为压电陶瓷的逆压电效应。压电风扇是利用压电陶瓷的逆压电效应的原理而设计的。在通电的情况下，压电陶瓷会产生振动和位移，并通过钢片放大将微小的机械振动放大到较大幅度的位移。提供智能电路控制，使得钢片摆动，能够保证理想的散热效果。目前的风扇钢片由压电陶瓷片与放大片直接粘接而成，并用双路的交流电来连续驱动，和单路直接方波驱动的方式，对压电陶瓷片冲击非常大，而且长时间连续在共振点下工作，陶瓷非常疲劳，很伤压电陶瓷，容易产生碎裂，导致早期失效，大幅减少了使用寿命，难以满足使用要求。
技术实现思路
本专利技术提供一种多层全对称双向交流平衡驱动压电风扇，以期解决
技术介绍
中的问题。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种多层全对称双向交流平衡驱动压电风扇，包括压电陶瓷片、高强度纤维和钢片；所述的压电陶瓷片有两片，陶瓷的两个面通过极化，陶瓷的一个面为正极，陶瓷的另一个面为负极。在压电陶瓷片的正反两个面上先分别粘连辅助电极。粘连好辅助电极后，两片陶瓷负极面上，分别粘连高强度纤维，最后将粘连好的高强度纤维，分别粘在钢片左右两侧，主要使高强度纤维与钢片粘接，形成以钢片为中心的压电风扇两边全对称结构的复合电极“0”。进一步的，所述压电陶瓷片为压电常数d33大于800PC/N的高性能压电陶瓷。进一步的，两片粘接了辅助电极的压电陶瓷片的负极，分别通过粘接高强度纤维后，最后粘接在钢片上，组成两片陶瓷全对称结构共同的复合电极，居压电风扇的中间，电极为“0”。进一步的，压电风扇中间电极是有多种材料(压电陶瓷、高强度纤维、辅助电极、钢片等)，以钢片为中心对称，多层结构组成。粘接完成，这种多种材料，采用高温真空恒压工艺进行多层粘接既能降低风扇内部的应力，也能够使得内部应力均匀分布，同时也具备导电功能，成为压电风扇左右两片压电陶瓷片的一个共同复合电极“0”。进一步的，所述中间钢片是粘接在压电风扇中心位置，形成以钢片为对称中心，左右两侧对称、平衡，使得风扇内部应力小且均匀，避免由于应力不均引起局部应力过大，导致压电陶瓷片碎裂。采用多层和多种材料，目的是通过材料变化和粘接层增加，使得钢片中的应力分散、变小。采用高温真空恒压工艺，是为了解决在粘接过程中，由于粘接胶在固化过程中产生的气泡，导致粘接不牢固，和局部应力大的问题。本专利技术与现有技术相比具有的有益效果是：(1)采用双向交流平衡驱动，一是电压缓慢上升使得压电陶瓷既避免直接过压冲击，对脆弱的压电陶瓷造成伤害；二是双路间断驱动，避免单路长期不间断工作压电陶瓷的疲劳。三是良好的放电措施，避免因放电不彻底，造成陶瓷中多余电荷的积累，导致陶瓷发热早期失效，使得工作寿命得到大幅度提升；(2)压电风扇中间电极做成多材料、多层全对称结构。利用应力相互抵消原理，不仅解决电极内部应力大，不均匀，容易损伤压电陶瓷的问题。而且增强了材料之间粘接强度，增强了压电陶瓷的机械强度，满足压电风扇钢片的要求，同时大幅度地提高风扇的使用寿命；(3)钢片采用弹性好，高强度的防腐不锈钢材料作为风扇钢片振动的放大器，在钢片的粘接部位开工艺小孔，减小应力，提高粘接强度，是减少压电风扇内部强谐振。考虑到钢片在摆动时，要减少空气的阻力对钢片的影响，将钢片中间开了两个泄压孔，使得风扇钢片摆动起来阻力小、弹性大，摆幅更大。另外在钢片顶端，用圆弧过渡，进一步降低了因钢片摩擦空气造成的噪音。(4)具有非常好的实用性，可批量生产性，具有较好的经济效益和社会效应。附图说明图1是本专利技术的一种多层全对称双向交流平衡驱动压电风扇的结构示意图。图2是本专利技术的一种多层全对称双向交流平衡驱动压电风扇的钢片结构示意图。图中标记：1-压电陶瓷片，2-高强度纤维，3-钢片，4-辅助电极，5-工艺孔，6-减压孔。具体实施方式如图1所示，多层全对称双向交流平衡驱动压电风扇，包括两片压电陶瓷片1、高强度纤维2和钢片3、辅助电极4；两片压电陶瓷片1中的每片压电陶瓷经过极化有两个极，正反两个面分别为正极和负极。两片压电陶瓷片1的正极均向外，负极均向里(面向钢片3)。在压电陶瓷片1的正反两个面上先分别粘连辅助电极4。粘连好辅助电极4后，两片压电陶瓷片1负极面上，分别粘连高强度纤维2，最后将粘连好高强度纤维2，分别粘在钢片3左右两侧。压电陶瓷负极、高强度纤维2与钢片3相互粘接，形成以钢片3为中心的压电风扇的复合电极“0”。构成一个全对称、完整的压电陶瓷风扇。该多层全对称双向交流平衡驱动压电风扇，是以钢片3为对称中心，在钢片3的左右两侧分别粘接高强度纤维2，已经粘接好辅助电极4的压电陶瓷1，等材料构成一个全对称多层悬臂梁结构的压电风扇，两侧粘接的压电陶瓷片1的压电常数d33＞800PC/N，为高性能压电陶瓷。风扇的中间电极电压是“0”伏特，电扇左侧压电风扇正极接交流双路电源的一路电Va，电扇右侧压电风扇正极接交流双路电源的另一路电Vb。压电风扇工作是利用压电陶瓷压电效应，分别给风扇两侧的压电陶瓷通两路正弦波电。两路正弦波电相位差180°，当运行在上半周时，左侧压电陶瓷片1工作，在压电效应的作用下，陶瓷会向长度方向延伸，因为风扇结构为悬臂梁结构，固定端嵌入在风扇底座中，这使得长度延伸只能向自由端延伸。由于风扇一端已经固定，自由端向左偏转。又因为钢片3与高强度纤维2和陶瓷粘接在一起，所以压电陶瓷片1向左偏转时，带动钢片3一起向左侧偏转。当运行到下半周，左侧压电陶瓷片1停止工作，钢片3利用记忆特性，恢复到原始状态。上半周右侧的压电陶瓷片1处于休息和放电状态。当运行至下半周时，右侧压电陶瓷片1工作，压电陶瓷片1在压电效应的作用下，陶瓷会向长度方向延伸，因为风扇结构为悬臂梁结构，固定端嵌入在风扇底座中，这使得长度延伸只能向自由端延伸。由于风扇一端已经固定，自由端向右偏转。又因为钢片3与高强度纤维2和陶瓷粘接在一起，所以压电陶瓷片1向右偏转时，带动钢片3一起向右侧偏转。当运行至下一个周期，右侧压电陶瓷片1停止工作，利用钢片3的记忆特性，钢片3恢复到原始状态。此时左侧压电陶瓷片1又开始工作，周而复始在智能控制电路中，交流电信号输出电压和频率可以通过IO口调整。钢片3摆动的幅度随驱动电压的升高而变大；风扇钢片3在自身的谐振频率点，钢片3的摆幅最大。通过供电频率调整，使得风扇的频率始终在谐振点上，获得最佳摆动幅度。钢片3采用弹性好，高强度的防腐不锈钢材料作为风扇钢片3振动的放大器，在钢片3的粘接部位开工艺孔5和减压孔6，减低空气对钢片3的阻力，钢片3顶部尖角采用圆弧过渡，降低钢片3运行的噪声。减小应力，提高粘接强度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多层全对称双向交流平衡驱动压电风扇，其特征在于：包括压电陶瓷片(1)、高强度纤维(2)、钢片(3)、辅助电极(4)，所述的压电陶瓷片(1)经过极化的两个面，分正负两个极，两片压电陶瓷片(1)正极均向外，负极均向里，在两片压电陶瓷片(1)的正反两个面上粘接好辅助电极(4)，分别在两压电陶瓷片(1)的负极面上粘接好高强度纤维(2)；将高强度纤维(2)分别粘接在钢片(3)的左右两侧；压电陶瓷片(1)、高强度纤维(2)和钢片(3)呈悬臂梁结构。/n

【技术特征摘要】
1.一种多层全对称双向交流平衡驱动压电风扇，其特征在于：包括压电陶瓷片(1)、高强度纤维(2)、钢片(3)、辅助电极(4)，所述的压电陶瓷片(1)经过极化的两个面，分正负两个极，两片压电陶瓷片(1)正极均向外，负极均向里，在两片压电陶瓷片(1)的正反两个面上粘接好辅助电极(4)，分别在两压电陶瓷片(1)的负极面上粘接好高强度纤维(2)；将高强度纤维(2)分别粘接在钢片(3)的左右两侧；压电陶瓷片(1)、高强度纤维(2)和钢片(3)呈悬臂梁结构。


2.根据权利要求1所述的一种多层全对称双向交流平衡驱动压电风扇，其特征在于：所述压电陶瓷片(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：张博，
申请(专利权)人：成都汇通西电电子有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51