П’єзодвигун - історія одного експоната

Експозиція кожного розділу Державного політехнічного музею тим цікавіша, чим більше містить в собі раритетних експонатів. В розділі “Електроніка” привертає до себе увагу перший у світі п’єзодвигун, який був розроблений в Україні і саме в Київському політехнічному інституті. Історія його така.

Ще на початку 60-х років ХХ ст. завідуючий кафедрою діелектриків та напівпровідників факультету радіоелектроніки Київського політехнічного інституту Некрасов Михайло Макарович, вивуджуючи з великого потоку технічних і наукових новин найсуттєвіше, а саме те, що міг принести винахід на практиці, пропонував студентам старших курсів і аспірантам провести дослідженням тієї чи іншої ідеї. Але, як пише в своїй книзі спогадів Катерина Лубенець, “більшість його ідей, звісно, випаровувались, деякі засихали в курсових і дипломних роботах та проектах. Але бувало, що й проростали, пускали корінці в дисертаціях, які уже розросталися в наукові напрямки”. Саме в цей час у Михайла Макаровича виникла ідея створити п’єзодвигун.

Зайнятись цією темою він пропонував багатьом аспірантам. Ті знайомились з літературою, робили пробні досліди – і відмовлялись.

Нарешті знайшовся такий самий одержимий, як і Некрасов, – студент третього курсу В’ячеслав Васильович Лавриненко. Працював над цією темою і на четвертому, і на п’ятому курсах. Простудіював наукову літературу, підібрав потрібні компоненти, виготував у наших печах кераміку, сам виточив ювелірні механічні деталі і при захисті диплома продемонстрував діючий прилад.

Ось так і народився двигун нового типу без жодної механічної деталі, де використовується властивість п’єзокераміки змінювати свої розміри під впливом електричного поля – це перший у світі п’єзодвигун.

Великі його переваги порівняно з найбільш розповсюдженими двигунами в тому, що він відрізняється швидким запуском і зупинкою. В багатьох конструкціях п’єзодвигунів час цього параметра не перевищує 1 мілісекунди. Важливим при його роботі є те, що ним легко керувати, він точно фіксує необхідне положення при зупинці, не містить магнітів і не створює магнітного поля, може розвивати значні обертаючі (крутні) моменти – більше 10 Н•м. Номінальна частота повороту – 0-3000 хв-1.

До його конструкції не входять обмотки, струмознімальні щітки та контакти, що перериваються. Він не має властивостей горіти та забруднювати атмосферу. При його зупинці не спостерігається перенавантаження в ланцюзі живлення. Високі частоти живлення забезпечують простоту, малі об’єми і масу електронних схем та схем керування частотою обертання.

В основі побудови п’єзоелементів лежить полікристалічний матеріал – кераміка. Твердотільне виконання всіх деталей п’єзоелектричного двигуна забезпечує йому низьку вартість та ряд переваг порівняно з електро-магнітним аналогом: низьку трудоємність, виготовлення деталей методами штамповки, пресування, лиття; використання автоматів та автоматичних ліній. В конструкції п’єзодвигуна використовуються зносостійкі матеріали, що забезпечують надійну його роботу протягом 1000 год, а в деяких випадках, навіть 10 000 год.

П’єзоелектричний двигун – двигун нового типу і може використовува-тись в магнітофонах, кінофотоапаратурі, приладах, системах автоматичного керування і регулювання, в протезах, дитячих іграшках, побутовій техніці і т.д. Розроблений Лавриненком В’ячеславом Васильовичем у 1964 році.

Патентний захист п’єзоелектричних двигунів забезпечений 27 патентами таких розвинутих країн, як США, Великобританія, Японія, Німеччина, Австрія та ін.

Двигун, що демонструється в нашому музеї, передав до 100-річчя Київського політехнічного інституту 11 вересня 1998 р. факультет електроніки.

May 31, 2006 || Автор: Т.І. Озоженко, ст.н.с. ДПМ