Comparación entre sistemas electrocerámicos de desplazamiento mecánico. Motores y actuadores piezoeléctricos

• Main Authors: Mesonero-Romanos, D., Fernández, J. F., Villegas, M., Ceres, R., Rocon, E., Pons, J. L.
• Format: Article
• Language: English
• Published: Elsevier 2004-08-01
• Series: Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio
• Subjects: Piezoelectric motors; electro-ceramic actuators; resonant motors; EMF; Motores piezoeléctricos; actuadores electrocerámicos; motores resonantes; FEM
• Online Access: http://ceramicayvidrio.revistas.csic.es/index.php/ceramicayvidrio/article/view/418/436

Piezoelectric motors can be classified as resonant or forced response motors. As to resonant motors, travelling wave motors, either rotary or lineal must be highlighted. These devices have several features that make them different as compared to any other type of piezoelectric devices. In general, they are comparatively more complex since they include intermittent contact problems between solids, synchronized oscillations in perpendicular axes, and excitation close to the resonance. All these features have limited the application of this kind of actuators, even though some functional characteristics, as noiseless operation, high torque range and their compact construction have made them suitable for several applications. On the other hand, piezoelectric actuators with forced excitation, due to their non-existence movement amplification in the resonance, have been used in applications where an ultra-accurate positioning is required with intermediate levels of force. Lineal multilayer and cyclic actuators must be identified as classical forced actuators. The aim of this paper is to summarize, analyzing the main features of the resonant and forced actuators, the applications where this type of motors will be used in the future. With the intention of remark the steps needed to achieve the commercial application, past and nowadays most important researching lines will be studied and a possible evolution in the future will be pointed out.<br><br>En general, al clasificar los actuadores piezoeléctricos, se puede hablar de motores de respuesta resonante o forzada. Dentro de los motores resonantes, cabe destacar los motores, tanto lineales como rotativos, de onda viajera. En estos dispositivos existe una serie de hechos diferenciadores con respecto a cualquier otro tipo de dispositivos piezoeléctricos que los hacen relativamente más complejos: problemas de contacto intermitente entre sólidos, oscilación sincronizada en ejes perpendiculares, excitación en régimen próximo a la resonancia. Todos estos aspectos han limitado la aplicación de este tipo de actuadores, si bien sus características de accionamiento silencioso, con elevado par de salida y su construcción compacta los hacen adecuados para numerosas aplicaciones. Por otro lado, los actuadores piezoeléctricos con excitación forzada, por el hecho de que no existe amplificación de su movimiento en resonancia, se han empleado en aquellas aplicaciones en las que se requiere posicionamiento ultrapreciso con niveles de esfuerzo medios. Entre estos dispositivos cabe resaltar los actuadores lineales multicapa y cíclicos. El presente trabajo pretende recoger, tras analizar las principales características de los actuadores resonantes y forzados, las aplicaciones que es previsible se desarrollarán en los próximos años. Con el fin de resaltar los pasos necesarios hasta alcanzar su aplicación comercial, analizaremos las líneas de trabajo que en el pasado y actualmente se han identificado como más relevantes y se indicará su posible evolución en el futuro.