You are here

Пьезоэлектрический двигатель - история одного экспоната


Piezoelectric motor

Экспозиция каждого раздела Государственного политехнического музея тем интереснее, чем больше содержит в себе раритетных экспонатов. В разделе "Электроника" привлекает к себе внимание первый в мире пьезоэлектрический двигатель, который был разработан в Украине и именно в Киевском политехническом институте. История его такова.

Еще в начале 60-х годов заведующий кафедрой диэлектриков и полупроводников факультета радиоэлектроники Киевского политехнического института Некрасов Михаил Макарович, выуживая из большого потока технических и научных новостей наиболее существенное, а именно то, что могло принести изобретение на практике, предлагал студентам старших курсов и аспирантам провести исследование той или иной идеи. Но, как пишет в своей книге воспоминаний Екатерина Лубенец, "большинство его идей, конечно, испарялись, некоторые засыхали в курсовых и дипломных работах и проектах. Но бывало, что и прорастали, пускали корни в диссертациях, которые уже разрастались в научные направления". Именно в это время у Михаила Макаровича возникла идея создать пьезодвигатель.

Заняться этой темой он предлагал многим аспирантам. Те знакомились с литературой, делали пробные опыты - и отказывались.

Наконец нашелся такой же одержимый, как и Некрасов, - студент третьего курса Вячеслав Васильевич Лавриненко. Работал над этой темой и на четвертом, и на пятом курсах. Проштудировал научную литературу, подобрал нужные компоненты, изготовил в наших печах керамику, сам выточил ювелирные механические детали и при защите диплома продемонстрировал действующий прибор.

Вот так и родился двигатель нового типа без всякой механической детали, где используется свойство пьезокерамики изменять свои размеры под воздействием электрического поля - это первый в мире пьезоэлектрический двигатель.

Большие его преимущества по сравнению с наиболее распространенными двигателями в том, что он отличается быстрым запуском и остановкой. Во многих конструкциях пьезодвигателей время этого параметра не превышает 1 миллисекунды. Важным при его работе является то, что им легко управлять, он точно фиксирует нужное положение при остановке, не содержит магнитов и не создает магнитного поля, может развивать значительные вращающие (крутящие) моменты - более 10 Н • м. Номинальная частота поворота - 0-3000 мин-1.

В его конструкцию не входят обмотки, токосъемные щетки и контакты, что прерываются. Он не имеет свойств гореть и загрязнять атмосферу. При выходе не наблюдается перегрузки в цепи питания. Высокие частоты питания обеспечивают простоту, малые объемы и массу электронных схем и схем управления частотой вращения.

В основе построения пьезоэлементов лежит поликристаллический материал - керамика. Твердотельное выполнения всех деталей пьезоэлектрического двигателя обеспечивает ему низкую стоимость и ряд преимуществ по сравнению с электро-магнитным аналогом: низкую трудоемкость, изготовление деталей методами штамповки, прессования, литья; использование автоматов и автоматических линий. В конструкции пьезодвигателя используются износостойкие материалы, обеспечивающие надежную его работу в течение 1000 ч, а в некоторых случаях, даже 10000 ч.

Пьезоэлектрический двигатель - двигатель нового типа и может использоваться в магнитофонах, кинофотоапаратуре, приборах, системах автоматического управления и регулирования, в протезах, детских игрушках, бытовой технике и т.д. Разработанный Лавриненком Вячеславом Васильевичем в 1964 году.

Патентная защита пьезоэлектрических двигателей обеспечена 27 патентами таких развитых стран, как США, Великобритания, Япония, Германия, Австрия и др.

Двигатель, что демонстрируется в нашем музее, передал к 100-летию Киевского политехнического института 11 сентября 1998 факультет электроники.

x

Електронний кампус

Інформаційні ресурси

Викладачі КПІ

GitHub репозиторій