noi tipuri de actuatori specifici aplicatiilor spatiale acronim

Noi tipuri de actuatori specifici aplicatiilor spatiale Acronim ACTOSPACE

Contract nr. 88/29.11.2013

Programul de Cercetare‐Dezvoltare‐Inovare pentru Tehnologie Spaţială şi Cercetare Avansată ‐ STAR Autoritatea Contractantă Agentia Spatiala Romana (ROSA) Subprogram S1 Cercetare

CCoo oo rrddoonnaa ttoo rr CO Institutul National de Cercetare‐Dezvoltare pentru Inginerie Electrica ICPE‐CA,

DD ii rr ee cc tt oo rr dd ee pp rr oo ii ee cc tt : Dr.ing. Pîslaru‐Dănescu Lucian, tel. 0722474265, Fax: +40213468299, email: lucian.pislaru@icpe‐ca.ro, PP aa rr tt eennee rr ii P1 Universitatea POLITEHNICA din Bucuresti (prin centrul de cercetari ECEE)

RR ee ss pp oo nn ss aa bb ii ll dd ee pp rr oo ii ee cc tt Prof.Dr.Ing. Alexandru MOREGA, tel. 021 4029153, Fax: 021 3181016, email: [email protected], P2 SC STRAERO SA

RR ee ss pp oo nn ss aa bb ii ll dd ee pp rr oo ii ee cc tt Lica FLORE, tel. 0749111186, Fax: 0214340170, email: [email protected], P3 SC SMART MECHANICS SRL

RR ee ss pp oo nn ss aa bb ii ll dd ee pp rr oo ii ee cc tt Dumitrita Gabor, tel. +40734839317, Fax: +40734839317, email: [email protected]

Perioada de implementare: 29.11.2013 – 29.11.2015 VALOARE PROIECT 925000 lei BUGET 900000 lei COFINANTARE 25000 lei

Buton 1 Rezumatul proiectului Principalele obiective propuse in proiectul “Noi tipuri de actuatori specifici aplicatiilor spatiale” sunt obținerea a două modele funcționale, după cum urmează: micromor liniar magnetostrictiv și micromotor piezoelectric rotativ, fiecare cu propriile sale drivere specifice. Scopul aplicației este de a fabrica sistemul de comanda în domeniul tehnologiei aerospațiale. Desi unele dispozitive similare sunt deja dezvoltate la nivel mondial, dezvoltarea de noi materiale active, componente electronice și idei noi în ceea ce privește concepția și proiectarea micromotoarelor conduce in mod semnificativ la îmbunătățirea tehnologicei. De la obiectivul principal, alte patru obiective pot fi trase: fabricarea unui nou micro‐motor liniar, folosind principii magnetostrictive; proiectarea și fabricarea driverului specific pentru un micromotor liniar magnetostrictiv; fabricarea unui nou micromotor rotativ pe principii piezoelectrice; proiectarea și fabricarea de driverului specific al micro motorului

piezoelectric rotativ. Proiectul isi propune un nou concept de micromotor liniar magnetostrictiv, al cărui câmp magnetic de pre‐magnetizare este produs de o bobină auxiliara alimentata cu o forma de unda cu modulare in latimea pulsurilor. Bobina auxiliara împreună cu sistemul format din doi mici magneti permanenti, inlocuieste magnetul permanent cu geometrie cilindrică coaxială și este capabil să producă un câmp magnetic de premagnetizare, longitudinal. Bobina de activare a micromotorului liniar magnetostrictiv este activata cu o undă de tensiune PWM (Pulse Width Modulation), prin intermediul noului driver proiectat pentru această aplicație. De asemenea, din punct de vedere constructiv, noul micromotor rotativ piezeoelectric prezintă mai multe elemente de noutate: un convertor piezoceramic cilindric polifazat; producerea de unde ultrasonice progresive ce rezulta prin aplicarea a patru tensiuni cvasinusoidale decalate in faza cu 45 de grade electrice si aplicate pe cele 8 sectoare delimitate ale convertorului cilindru piezoceramic. Scopul acestei metode este de a obține o creștere a cuplului, precum și creșterea preciziei de poziționare. Pentru a face o comparație între motoare electromagnetice convenționale și micromotorul piezoelectric rotativ, se vor prezenta pe scurt avantajele și dezavantajele acestuia din urmă. Ca dezavantaje pot fi menționate necesitatea unei frecvențe ultrasonice de alimentare cu energie și tensiuni de peste 50 V‐100 V, ceea ce presupune cerințe semnificative cu privire la diferitele componente electronice. Din avantajele de acționare electrică pentru micromotorul piezoelectric rotativ putem include poziționarea de înaltă rezoluție, răspuns rapid, manevrabilitate excelentă, frânare rapida, fără inerție, functionare silentioasa (frecvență cu ultrasunete), formă compacta, dimensiuni reduse, capacitatea de a rezista forțelor și momentelor de mare în comparație cu greutatea și dimensiunile sale, simplitatea structurii și a tehnologiei de fabricație, care permite miniaturizarea continuă. Comportamentul micromotorului piezoelectric rotativ în spațiu este mult mai bună decât al motoarelor electromagnetice deoarece nu generează energie electromagnetică și nu sunt influențate de câmpuri electromagnetice externe. Acest proiect genereaza o familie de produse pentru micromotoare liniare magnetostrictive, precum și o familie de produse pentru micromotoare piezoelectrice rotative cu principii de lucru similare. Astfel, o gamă variată de aplicații este acoperita de către driverele electronice specifice cu aplicații în tehnologie aerospatiala. ICPE‐CA prin intermediul Departamentului ECCE dispune de logistica necesara pentru a produce micro‐bobine și de a efectua micro‐procesare și micro‐montaj. De asemenea, in cadrul Departamentului de Materiale Avansate, ar putea fi produsi magneti permanenti, precum si convertoare cilindrice piezoceramice. UPB‐ECEE are un laborator pentru Modelare in multifizica, echipat cu infractustura necesara pentru modelarea 2D și 3D. STRAERO, care are o vastă experiență în industria aerostatiala, își asumă toate activitățile privind stabilirea condițiilor de lucru acestor dispozitive, în spațiu, precum și demonstrarea utilității acestora. SC SMART MECANICS SRL are experiență în proiectarea și fabricarea subansamblelor mecanice care compun micromotoarele propuse pentru fabricare în acest proiect.

Buton 2 Pachete de lucru (WP) WP nr. 1

Titlu WP Modele fizico‐matematice si numerice pentru micromotoarele propuse

Parteneri implicati

CO P1 P2 P3 Total

Persoane luna 10 18 0 0 28

Luna de inceput luna 1

Luna de sfarsit luna 6

Obiective

O 1.1 Vizualizarea campului magnetic al micromotorului liniar magnetostrictiv, necesar determinarii amplitudinii maxime de deplasare a echipamentului mobil O 1.2 Vizualizarea campului de temperatura al micromotorului liniar magnetostrictiv, util pentru incadrarea in limitele admisibile ale materialelor pretabile aplicatiilor spatiale O 1.3 Vizualizarea campului electric al micromotorului piezoelectric rotativ, necesar obtinerii undelor de suprafata care determina deplasarea echipamentul mobil O 1.4 Vizualizarea campului de temperatura al micromotorului piezoelectric rotativ, util pentru incadrarea in limitele admisibile ale materialelor pretabile aplicatiilor spatiale O 1.5 Determinarea dimensiunilor geometrice optime pentru micromotoarele propuse

Descrierea pachetului de lucru (defalcata pe activitati ) si rolul participantilor

Obiectivele acestui pachet de lucru vor fi realizate prin cooperarea echipelor de lucru respectiv prin realizarea task‐urilor associate fiecarui partener, dupa cum urmeaza: A 1.1 Elaborarea modelului fizico matematic si numeric pentru micromotorul liniar magnetostrictiv UPB‐ ECEE va stabili modelul fizico matematic al micromotorului liniar magnetostrictiv UPB‐ ECEE va modela utilizand pachetul de programe COMSOL campul magnetic si campul de temperatura pentru micromotorul liniar magnetostrictiv, preluand datele de intrare de la ICPE‐CA ICPE‐CA Stabileste si calculeaza circuitul magnetic echivalent al micromotorul liniar magnetostrictiv si deduce datele de intrare (constanta elastica a resortului de bias mecanic, formele de unda ale curentului vehilulat prin bobina de actionare precum si prin bobina de bias magnetic, curba de histerezis magnetic al magnetului permanent utilizat etc.) pentru modelarea numerica A 1.2 Elaborarea modelului fizico matematic si numeric pentru micromotorul piezoelectric rotativ UPB‐ ECEE va stabili modelul fizico matematic al micromotorului piezoelectric rotativ UPB‐ ECEE va modela utilizand pachetul de programe COMSOL campul electric si campul de temperatura pentru micromotorului piezoelectric rotativ, preluand datele de intrare de la ICPE‐CA ICPE‐CA stabileste si calculeaza parametrii micromotorului piezoelectric rotativ, pe baza schemei echivalente electromecanice si deduce datele de intrare pentru modelarea numerica.

Livrabile (scurtă descriere și luna de livrare)

D 1.1 Model numeric pentru micromotorul liniar magnetostrictiv; luna de livrare ‐ 3 D 1.2 Model numeric pentru micromotorul piezoelectric rotativ; luna de livrare ‐ 6

WP nr. 2

Titlu WP Implementation of unconventional electrical drive: magnetostrictive linear micromotor ‐ specific driver

Parteneri implicati

CO P1 P2 P3 Total




Obiective

O 2.1 Model functional al actionarii electrice: micromotor liniar magnetostrictiv – driver electronic specific, pretabil aplicatiilor spatiale


Obiectivul acestui pachet de lucru va fi realizat prin cooperarea echipelor de lucru respectiv prin realizarea task‐urilor associate fiecarui partener, dupa cum urmeaza: A 1.3 Studiul unui driver electronic specific pentru actionarea micromotorului liniar magnetostrictiv ICPE‐CA va studia diferite topologii ale modulelor electronice din componenta schemei electronice a driverului specific pentru actionarea micromotorului liniar magnetostrictiv si va indica solutia optima. A 1.4 Proiectarea schemei electronice a driverului electronic specific pentru actionarea micromotorului liniar magnetostrictiv ICPE‐CA va proiecta pe baza studiului anterior schema electronica a driverului electronic specific pentru actionarea micromotorului liniar magnetostrictiv A 1.5 Proiectarea micromotorului liniar magnetostrictiv UPB‐ECEE va furniza pe baza modelului numeric urmatoarele date: dispunerea si dimensiunile geometrice ale principalelor componente ale circuitului magnetic, inductia magnetica a magnetului permanent, numarul de spire, diametrul sarmei de bobinaj si factorul de umplere al bobinajului pentru bobina de bias magnetic precum si pentru bobina de actionare. STRAERO va stabili conditiile specifice de lucru ale micromotorului liniar magnetostrictiv pentru functionarea in cadrul aplicatiilor spatiale ICPE‐CA va proiecta micromotorul liniar magnetostrictiv pe baza datelor obtinute de la UPB‐ECEE si STRAERO. A 1.6 Realizarea modelului functional al actionarii electrice: micromotor liniar magnetostrictiv – driver electronic specific ICPE‐CA achizitioneaza componenetele electronice necesare realizarii driverului electronic specific, realizeaza driverul electronic specific, realizeaza bobinele de actionare respectiv de bias magnetic si cupleaza driverul electronic specific la micromotorul liniar magnetostrictiv. ICPE‐CA efectueaza probe preliminare de functionare a actionarii electrice. SMART MECHANICS executa piesele mecanice componente ale micromotorului liniar magnetostrictiv si montajul general al acestuia. Participa la probele preliminare de functionare a actionarii electrice. A 1.7 Experimentarea modelului functional al actionarii electrice: micromotor liniar magnetostrictiv – driver electronic specific ICPE‐CA organizeaza campanii de experimentare a modelului functional constand in: determinarea excursiei echipamentului mobil cu interferometrul laser, inregistrarea campurilor de temperatura cu camera de termoviziune, determinarea formelor de unda ale tensiunilor in paralel cu bobinele de actionare respectiv de bias magnetic cu osciloscopul digital, determinarea curentilor RMS prin cele doua bobine, etc. Toti partenerii (ICPE‐CA, UPB‐ECEE, STRAERO, SMART MECHANICS) vor participa la aceasta activitate cu masuratori corespunzatoare expertizei lor. A 1.8 Demonstrarea utilitatii modelului functional al actionarii electrice: micromotor liniar magnetostrictiv – driver electronic specific, pentru aplicatii spatiale STRAERO va identifica aplicatiile modelului functional al actionarii electrice: micromotor liniar magnetostrictiv – driver electronic specific in conditiile spevcifice din spatiul cosmic si propune o strategie de dezvoltare a acestui dispozitiv.


D 2.1 Proiectul schemei electronice a driverului electronic specific pentru actionarea micromotorului liniar magnetostrictiv; luna de livrare ‐ 4 D 2.2 Proiectul micromotorului liniar magnetostrictiv; luna de livrare ‐ 6

D 2.3 Model functional al actionarii electrice: micromotor liniar magnetostrictiv – driver electronic specific; luna de livrare ‐ 9 D 2.4 Raport de experimentare si de demonstrare a utilitatii pentru modelul functional; luna de livrare ‐11

WP nr. 3

Titlu WP Implementation of unconventional electrical drive: piezoelectric rotary micromotor ‐ specific driver

Parteneri implicati

CO P1 P2 P3 Total


Luna de inceput month 13

Luna de sfarsit month 24

Objectives

O 3.1 Model functional al actionarii electrice: micromotor piezoelectric rotativ – driver electronic specific, pretabil aplicatiilor spatiale


Obiectivul acestui pachet de lucru va fi realizat prin cooperarea echipelor de lucru respectiv prin realizarea task‐urilor associate fiecarui partener, dupa cum urmeaza: A 2.1 Studiul unui driver electronic specific pentru actionarea micromotorului piezoelectric rotativ ICPE‐CA va studia diferite topologii ale modulelor electronice din componenta schemei electronice a driverului specific pentru actionarea micromotorului piezoelectric rotativ si va indica solutia optima. A 2.2 Proiectarea schemei electronice a driverului electronic specific pentru actionarea micromotorului piezoelectric rotativ ICPE‐CA va proiecta pe baza studiului anterior schema electronica a driverului electronic specific pentru actionarea micromotorului piezoelectric rotativ A 2.3 Proiectarea micromotorului piezoelectric rotativ UPB‐ECEE va furniza pe baza modelului numeric urmatoarele date: dispunerea si dimensiunile geometrice ale principalelor componente (cilindru piezoelectric, carcasa, echipament mobil etc.), campul electric necesar polarizarii cilindrului piezoelectric, caracteristicile celor patru forme de unda (frecventa, amplitudine, defazaj) aplicate cilindrului piezoelectric STRAERO va stabili conditiile specifice de lucru ale micromotorului piezoelectric rotativ pentru functionarea in cadrul aplicatiilor spatiale ICPE‐CA va proiecta micromotorul piezoelectric rotativ pe baza datelor obtinute de la UPB‐ECEE si STRAERO. A 2.4 Realizarea modelului functional al actionarii electrice: micromotor piezoelectric rotativ – driver electronic specific ICPE‐CA achizitioneaza componenetele electronice necesare realizarii driverului electronic specific, realizeaza driverul electronic specific si micromotorul piezoelectric rotativ. ICPE‐CA efectueaza probe preliminare de functionare a actionarii electrice. SMART MECHANICS executa piesele mecanice componente ale micromotorului piezoelectric rotativ si montajul general al acestuia. Participa la probele preliminare de functionare ale actionarii electrice. A 2.5 Experimentarea modelului functional al actionarii electrice: micromotor piezoelectric rotativ – driver electronic specific ICPE‐CA organizeaza campanii de experimentare a modelului functional constand in: determinarea vitezei unghiulare, determinarea cuplului motor, inregistrarea campurilor de temperatura cu camera de termoviziune, determinarea formelor de unda ale tensiunilor de comanda cu osciloscopul digital, determinarea curentilor RMS, etc. Toti partenerii (ICPE‐CA, UPB‐ECEE, STRAERO, SMART MECHANICS) vor participa la aceasta activitate cu masuratori corespunzatoare expertizei lor.

A 2.6 Demonstrarea utilitatii modelului functional al actionarii electrice: micromotor piezoelectric rotativ – driver electronic specific, pentru aplicatii spatiale STRAERO va identifica aplicatiile modelului functional al actionarii electrice: micromotor piezoelectric rotativ – driver electronic specific in conditiile spevcifice din spatiul cosmic si propune o strategie de dezvoltare a acestui dispozitiv.


D 3.1 Proiectul schemei electronice a driverului electronic specific pentru actionarea micromotorului piezoelectric rotativ; luna de livrare ‐ 15 D 3.2 Proiectul micromotorului piezoelectric rotativ ; luna de livrare ‐ 17 D 3.3 Model functional al actionarii electrice: micromotor piezoelectric rotativ – driver electronic specific; luna de livrare ‐ 21 D 3.4 Raport de experimentare si de demonstrare a utilitatii pentru modelul functional; luna de livrare ‐ 23

WP nr. 4

Titlu WP Dissemination and industrial property rights

Parteneri implicati

CO P1 P2 P3 Total




Obiective

O 4.1 Intocmirea documentatiei pentru brevetarea actionarii electrice: micromotor liniar magnetostrictiv – driver electronic specific O 4.2 Intocmirea documentatiei pentru brevetarea actionarii electrice: micromotor piezoelectric rotativ – driver electronic specific O 4.3 Publicarea in reviste ISI recunoscute international si participarea la conferinte de specialitate


A 1.9 Protejarea drepturilor de proprietate industriala, brevetare a actionarii electrice: micromotor liniar magnetostrictiv – driver electronic specific ICPE‐CA, UPB‐ECEE, STRAERO, SMART MECHANICS will work together in order to prepare the documentation for certification actionarii electrice: micromotor liniar magnetostrictiv – driver electronic specific A 1.10 Diseminarea rezultatelor ICPE‐CA, UPB‐ECEE, STRAERO vor disemina rezultatele obtinute in prima etapa de derulare a proiectului prin trimiterea (submission) lucratilor la reviste ISI recunoscute international A 2.7 Protejarea drepturilor de proprietate industriala, brevetare a actionarii electrice micromotor piezoelectric rotativ – driver electronic specific CPE‐CA, UPB‐ECEE, STRAERO, SMART MECHANICS will work together in order to prepare the documentation for certification actionarii electrice: micromotor piezoelectric rotativ – driver electronic specific A 2.8 Diseminarea rezultatelor ICPE‐CA, UPB‐ECEE, STRAERO vor disemina rezultatele obtinute in cea de‐a doua etapa de derulare a proiectului prin trimiterea (submission) lucratilor la reviste ISI recunoscute international


D 4.1 Cererea de brevet privind brevetarea actionarii electrice: micromotor liniar magnetostrictiv – driver electronic specific; luna de livrare ‐ 11 D 4.2 Cererea de brevet privind brevetarea actionarii electrice: micromotor piezoelectric rotativ – driver

electronic specific; luna de livrare ‐ 22 D 4.3 Participare si comunicarea rezultatelor cercetarii din etapa intai, la conferinte internationale de specialiate si acceptul unei lucrari stiintifice ISI; luna de livrare ‐ 12 D 4.4 Participare si comunicarea rezultatelor cercetarii din etapa a 2‐a la conferinte internationale de specialiate si acceptul unei lucrari stiintifice ISI; luna de livrare ‐ 24

WP nr. 5

Titlu WP Mangementul de proiect

Parteneri implicati

CO P1 P2 P3 Total




Obiective

Acest pachet de lucru va fi efectuat pe intreg parcursul desfasurarii proiectului și include toate activitățile legate de coordonarea proiectului. O 5.1 Coordonarea administrativa si financiara a proiectului; O 5.2 Coordonarea generală a proiectului; O 5.3 Managementul riscului.


Această etapă se desfășoară pe tot parcursul proiectului și include toate activitățile legate de coordonarea, administrarea si gestionarea proiectului. Coordonarea proiectului implică responsabilități în ceea ce privește finalizarea sarciniilor în funcție de planul de lucru, livrabile și toate documentele oficiale furnizatede către consorțiu pentru Autoritatea Contractantă. Acest pachet de lucru include urmatoarele activitati: A 5.1 Coordonarea tehnica a proiectului ‐ La începutul fiecărei etape, va fi elaborat un plan de acțiune pentru atingerea obiectivelor; ‐ Asigura un control de calitate pentru rapoartele de activitate ale partenerilor; ‐ Pregătește documentația tehnică și financiară solicitată de către Autoritatea Contractantă pentru rambursare A 5.2 Coordonarea administrativă și financiară a proiectului ‐ Are grija de toate aspectele administrative ale proiectului, colectarea și furnizarea de documente solicitate de către Autoritatea Contractantă, verifică cererile de plată ale fiecărui partener ‐ Se asigura că plățile sunt efectuate de partenerii consorțiului în timp, respectand regulile de finanțare ‐ Asigura interfața dintre parteneri și contractor. A 5.3 Coordonarea generală a proiectului Scopul acestei activități este de a facilita interacțiunea dintre parteneri, a organiza sedinte de management, schimb de know‐how si activități de diseminare. Se vor stabili două sedinte de lucru: ‐ Întâlnire intermediară în luna 6; ‐ Întâlnire intermediară în luna 14; ‐ Contacte virtuale și telefonice vor fi luate în funcție de necesitățile proiectului A 5.4 Managemenul riscului Identifica riscurile proiectului la nivel consorțiu, monitorizează și gestionează acțiunile corespunzătoare fiecarui partener asigurându‐se că sunt luate din timp măsurile necesare.


D 5.1 Implementarea site‐ul web. Livrare in luna 6; D 5.2 Intocmirea raportului științific intermediary, pentru Autoritatea Contractantă; Livrare in luna ‐ 12; D 5.3 Intocmirea raportului științific final pentru Autoritatea Contractantă; Livrare in luna ‐ 24.

Buton 3 Plan de realizare

Necesar resurse financiare**) (valoare exprimată în lei) din care:

An****) Etape/ Denumirea Activităţii Partener

implicat ***) Categoria de activitate*)

Durată etapă de la: luna/an

la: luna/an

Total

Finanțare de la bugetul de stat

Cofinanțare

0 1 2 3 4 5 6 7

Etapa I Elaborarea si realizarea modelului functional al actionarii electrice: micromotor liniar magnetostrictiv – driver electronic specific

29.11.2013 ‐29.11.2014

549000 536700 12300

UPB‐ECEE A.1.2 45000 45000 0 Activitate I.1. Elaborarea modelului fizico matematic si numeric pentru micromotorul liniar magnetostrictiv

ICPE‐CA A.1.2 25000 25000 0

UPB‐ECEE A.1.2 40000 40000 0 Activitate I.2. Elaborarea modelului fizico matematic si numeric pentru micromotorul piezoelectric rotativ

ICPE‐CA A.1.2 25000 25000 0

Activitate I.3. Studiul unui driver electronic specific pentru actionarea micromotorului liniar magnetostrictiv

ICPE‐CA A.2.1

35000 35000 0

Activitate I.4. Proiectarea schemei electronice a driverului electronic specific pentru actionarea micromotorului liniar magnetostrictiv

ICPE‐CA A.2.4

30000 30000 0

ICPE‐CA A.2.4 35000 35000 0

UPB‐ECEE A.2.4 40000 40000 0

2013 ‐ 2014

Activitate I.5. Proiectarea micromotorului liniar magnetostrictiv

STRAERO A.2.4 20000 20000 0

ICPE‐CA A.2.5 70000 70000 0 Activitate I.6. Realizarea modelului functional al actionarii electrice: micromotor liniar magnetostrictiv – driver electronic specific

SMART MECHANICS

A.2.5

33500 26000 7500

ICPE‐CA A.2.6 34000 34000 0

UPB‐ECEE A.2.6 14000 14000 0

STRAERO A.2.6 35000 35000 0

Activitatea I.7. Experimentarea modelului functional al actionarii electrice: micromotor liniar magnetostrictiv – driver electronic specific

SMART MECHANICS

A.2.6 15500 10700 4800

Activitatea I.8. Demonstrarea utilitatii modelului functional al actionarii electrice: micromotor liniar magnetostrictiv – driver electronic specific, pentru aplicatii spatiale

STRAERO A.2.7

40000 40000 0

ICPE‐CA C.2 6000 6000 0

UPB‐ECEE C.2 1000 1000 0

Activitate I.9. Protejarea drepturilor de proprietate industriala, brevetare a actionarii electrice: micromotor liniar magnetostrictiv – driver electronic specific

STRAERO C.2

5000 5000 0

Etapa II Elaborarea si realizarea modelului functional al actionarii electrice: micromotor piezoelectric rotativ – driver electronic specific

29.11.2014 ‐ 29.11.2015

376000 363300 12700

2014 ‐ 2015

Activitatea II.1. Studiul unui driver electronic specific pentru actionarea micromotorului piezoelectric rotativ

ICPE‐CA

A.2.1

25000 25000 0

Activitatea II.2. Proiectarea schemei electronice a driverului electronic specific pentru actionarea micromotorului piezoelectric rotativ

ICPE‐CA A.2.4

25000 25000 0

ICPE‐CA A.2.4 25000 25000 0

UPB‐ECEE A.2.4 29000 29000 0

Activitatea II.3. Proiectarea micromotorului piezoelectric rotativ

STRAERO A.2.4 20000 20000 0

ICPE‐CA A.2.5 63000 63000 0 Activitatea II.4. Realizarea modelului functional al actionarii electrice: micromotor piezoelectric rotativ – driver electronic specific

SMART MECHANICS

A.2.5

35500 27600 7900

ICPE‐CA A.2.6 21000 21000 0

UPB‐ECEE A.2.6 30000 30000 0

STRAERO A.2.6 35000 35000 0

Activitatea II.5. Experimentarea modelului functional al actionarii electrice: micromotor piezoelectric rotativ – driver electronic specific

SMART MECHANICS

A.2.6 15500 10700 4800

Activitatea II.6. Demonstrarea utilitatii modelului functional al actionarii electrice: micromotor piezoelectric rotativ – driver electronic specific, pentru aplicatii spatiale

STRAERO A.2.7

40000 40000 0

ICPE‐CA C.2 6000 6000 0

UPB‐ECEE C.2 1000 1000 0

Activitatea II.7. Protejarea drepturilor de proprietate industriala, brevetare a actionarii electrice: micromotor piezoelectric rotativ – driver electronic specific

STRAERO C.2

5000 5000 0

12

Buton 4 Livrabile

Deliverable No.

Deliverable Name WP no.

Type of Deliverable WP delivery

date (1 ... 24)

D 1.1

Model numeric pentru micromotorul liniar magnetostrictiv

1 Model numeric 3

D 2.1

Proiectul schemei electronice a driverului electronic specific pentru actionarea micromotorului liniar magnetostrictiv

2 Proiect 4

D 1.2

Model numeric pentru micromotorul piezoelectric rotativ

1 Model numeric 6

D 2.2

Proiectul micromotorului liniar magnetostrictiv

2 Proiect 6

D 5.1 Implementarea site‐ul web. 5 Web site 6

D 2.3 Model functional al actionarii electrice: micromotor liniar magnetostrictiv – driver electronic specific

2 Model functional 9

D 2.4 Raport de experimentare si de demonstrare a utilitatii pentru modelul functional

2 Raport de

experimentare si demonstrare

11

D 4.1 Patent Application for the electric drive: magnetostrictive linear micromotor ‐ specific electronic driver

4 Depunerea

documentatiei de brevetare

11

D 4.3

Participation and communication of research results from the first stage, at specific international conferences and accept for publishing of an ISI scientific paper

4 Lucrari stiintifice 12

D 5.2 Intocmirea raportului științific intermediary, pentru Autoritatea Contractantă

5 Raport stiintific intermediar

12

D 3.1 Proiectul schemei electronice a driverului electronic specific pentru actionarea micromotorului piezoelectric rotativ

3 Proiect 15

D 3.2 Proiectul micromotorului piezoelectric rotativ

3 Proiect 17

D 3.3 Model functional al actionarii electrice: micromotor piezoelectric rotativ – driver electronic specific

3 Model functional 21

D 4.2 Cerere de brevet: micromotor piezoelectric rotativ ‐ driver electronic specific

4 Depunerea

documentatiei de brevetare

22

D 3.4 Raport de experimentare si de demonstrare a utilitatii pentru modelul functional

3 Raport de

experimentare si demonstrare

23

D 4.4

Participare și comunicare a rezultatelor cercetării din a doua etapă, la conferințe internaționale specifice și acceptarea spre publicare a unei lucrări științifice ISI

4 Lucrari stiintifice 23

D 5.3 Raport științific final catre Autoritatea Contractantă

5 Raport stiintific final 24

13

Buton 5 Diagrama Gantt

Buton 6 Etapa 1 Buton 7 Etapa 2

Faza 1 Realizarea modelului functional al actionarii electrice: micromotor liniar magnetostrictiv – driver electronic specific In concordanta cu schema modulului electronic de comanda al bobinelor motorului liniar magnetostrictiv, in Fig. 1 se prezinta circuitul imprimat al modulului electronic de comanda al bobinelor, proiectare CAD.

Fig. 1. Circuitul imprimat al modulului electronic de comanda al bobinelor, proiectare CAD.

In Fig. 2. se prezinta circuitul imprimat al modulului electronic de comanda al bobinelor, realizare practica, iar in Fig. 3. se prezinta modulul electronic de comanda al bobinelor, avind componentele plantate, realizare practica.

Fig. 2. Circuitul imprimat al modulului electronic de

comanda al bobinelor.

Fig. 3. Modulul electronic de comanda al bobinelor, realizare practica.

2

Fig. 4. Circuitul imprimat al modulului electronic de putere de comanda al bobinelor.

Fig. 5. Modulul electronic de putere de comanda al bobinelor, proiectare CAD.

Fig. 6. Circuitul imprimat al modulului electronic de putere de comanda al bobinelor, realizare practica..

Fig. 7. Modulul electronic de putere de comanda al bobinelor, realizare practica.

Fig. 8. Modulul electronic de putere de comanda al bobinelor, in cursul testarilor.

3

In concordanta cu schema modulului electronic de putere de comanda al bobinelor motorului liniar magnetostrictiv, in Fig. 4-5 se prezinta circuitul imprimat, proiectare CAD. In Fig. 6. se prezinta circuitul imprimat al modulului electronic de putere de comanda al bobinelor, realizare practica, iar in Fig. 7. se prezinta modulul electronic de putere de comanda a bobinelor, realizare practica. In Fig. 8. se prezinta modulul electronic de putere de comanda al bobinelor, in cursul testarilor.

Fig. 9. Modulul electronic de comanda al elementelor Peltier, proiectare CAD.

Fig. 10. Modulului electronic de comanda al elementelor

Peltier, fata 1, realizare practica. Fig. 11. Modulului electronic de comanda al elementelor Peltier, fata 2, realizare practica.

In concordanta cu schema modulului electronic de comanda al elementelor Peltier, in Fig. 9 se prezinta circuitul imprimat, proiectare CAD.

4

In Fig. 10. se prezinta modulului electronic de comanda al elementelor Peltier, fata 1, realizare practica, iar in Fig. 11. modulului electronic de comanda al elementelor Peltier, fata 2, realizare practica. In Fig. 12. se prezinta dispunerea la 120 de grade a celor trei elemente Peltier, notate 1-3, inseriate electric, pe capacul din spate al motorului liniar magnetostrictiv, 4.

Fig. 12. Dispunerea la 120 de grade a celor trei elemente Peltier, notate 1-3, inseriate electric, pe capacul din spate al

motorului liniar magnetostrictiv, 4.

Figura 13. Circuitul imprimat al modulului electronic al surselor liniare stabilizate.

Figura 14. Modulul electronic al surselor liniare stabilizate.

5

Figura 15. Circuitul imprimat al modulului electronic al surselor liniare stabilizate, realizare practica.

Figura 16. Modulul electronic al surselor liniare stabilizate, realizare practica.

In concordanta cu schema modulului electronic al surselor liniare stabilizate, in Fig. 13-14 se prezinta circuitul imprimat, proiectare CAD. In Fig. 15. se prezinta circuitul imprimat al modulului electronic al surselor liniare stabilizate, realizare practica., iar in Fig. 16. se prezinta modulul electronic al surselor liniare stabilizate, realizare practica. Experimentarea modelului functional al actionarii electrice: micromotor liniar magnetostrictiv – driver electronic specific Determinarea fortelor dezvoltate de catre micromotorul liniar magnetostrictiv Micromotorul liniar magnetostrictiv a fost adus spre testare la data 23.10.2014 în cadrul Laboratorului de Încercări din Institutul de Calcul şi Experimentarea Structurilor Aero-astronautice, SC STRAERO SA. Incercarea a fost efectuată la aceeasi data: 23.10.2014. Pregǎtirea încercării şi realizarea dispozitivelor de încercare s-au efectuat în perioada 01.10.2014-22.10.2014. Micromotorul liniar magnetostrictiv, Fig. 17, a fost realizat ca urmare a cerinţelor din planul de realizare al proiectului “Noi tipuri de actuatori specifici aplicatiilor spatiale -ACTOSPACE", In baza contractului de cercetare nr. 88 din 2013 încheiat între INCDIE ICPE-CA şi Agentia Spatiala Romana ROSA. Fabricaţia specimenului prezentat pentru încercare a fost realizată de către SC STRAERO SA si INCDIE ICPE-CA. Acesta se prezintă sub forma unui cilindru metalic cu diametrul de 80mm si inaltimea de 231,5 mm in interiorul caruia se aflǎ montate mai multe subansamble si componente, mecanice si electronice. Unul din capetele cilindrului se terminǎ cu o tija metalicǎ de care este atasat un disc metalic cu diametrul de 80 mm si grosimea de 2 mm. Tija metalicǎ reprezintǎ elementul de actionare al micromotorului. Fixarea micromotorului liniar magnetostrictiv între platanele masinii de încercari, Fig. 18, s-a realizat prin sprijinirea micromotorului pe platanul inferior si introducerea unei sarcini de preîncarcare cu ajutorul platanului superior prin intermediul unui element elastic în vederea evitǎrii producerii unei deteriorǎri a micromotorului. Forta de preîncarcare a fost de 8÷10N, pentru toate cazurile de încercare efectuate. Metoda de încercare a constat în generarea si mǎsurarea fortei dezvoltate de micromotorul liniar magnetostrictiv. Alimentarea micromotorului s-a fǎcut de la o sursa variabilǎ de curent continuu (0 - 32 Vcc). Au fost luate în consideratie 6 cazuri de încercare functie de tensiunea de alimentare a micromotorului. Introducerea sarcinii de preîncarcare s-a realizat cu ajutorul masinii de testare

6

INSTRON cu coloane si actionare electromecanicǎ. Mǎsurarea fortei dezvoltate de micromotorul liniar magnetostrictiv s-a facut prin intermediul dozei de 50 kgf si a sistemului de conditionare si amplificare de semnal Spider 8. Achiziţia şi prelucrarea semnalelor s-a realizat prin intermediul softului specific Catman 5.0 si a unui PC. Frecventa de esantionare a semnalului achizitionat a fost 800 Hz pentru toate cazurile de testare.

Fig.17. Micromotorul liniar magnetostrictiv.

7

Fig. 18. Schita dispozitivului de testare.

Se redau in continuare Secvente din semnalul reprezentind forta dezvoltata de motorul liniar magnetostrictiv, pentru tensiuni de alimentare de 18 VCC-32VCC

13

ANEXA 4 -continuare-

In baza acestor rezultate, se poate determina variatia fortei in raport cu tensiunea de alimentare a micromotorului liniar magnetostrictiv, Fig. 19.

14

Fig. 19. Variatia fortei in raport cu tensiunea de alimentare a micromotorului liniar magnetostrictiv.

Fig. 20. Echipamentele utilizate in timpul testarii micromotorului liniar magnetostrictiv.

Echipamentele utilizate in timpul testarii micromotorului liniar magnetostrictiv sunt prezentate in Fig. 20.

Etapa II - Elaborarea si realizarea modelului functional al actionarii electrice: micromotor piezoelectric rotativ – driver electronic specific Studiul unui driver electronic specific pentru actionarea micromotorului piezoelectric rotativ Introducere Functionarea unui motor piezoelectric rotativ se bazeaza pe efectul piezoelectric invers, produs de un material activ piezoelectric. In cazul nostru, asupra materialului activ al unui cilindru activ piezoelectric actioneaza campul electric variabil in timp, obtinut prin aplicarea diferentelor de potential electric pentru fiecare din cele opt sectoare definite pe suprafata exterioara (ce sunt acoperite integral cu un strat de argint de 35 μm, Usin=Asinωt si Ucos=Acosωt, considerate prin raport cu potentialul de referinta ce este reprezentat de zona interioara a cilindrului (ce este acoperita integral cu un strat de argint de 35 μm, raportate la grosimea peretelui cilindului activ piezoelectric. Aceasta divizare in cele opt sectoare egale definite pe suprafata exterioara are ca efect net realizarea unei miscari circulare uniforme (ω=ct.). Cilindrul activ piezoelectric este excitat la o frecventa de rezonantă, astfel incat se obtin două unde în cuadratură a caror suprapunere produce o unda calatoare (traveling wave). Unda călătoare obtinuta produce o miscare eliptică a fiecarui punct de pe suprafata superioara a sectiunii cilindrului activ piezoelectric. Cilindrul activ piezoelectric se afla in contact cu un rotor prin intermediul a doua cercuri concentrice, formate din punctele comune de contact dintre cilindrul activ piezoelectric si rotor. In concluzie, driver-ului electronic specific pentru actionarea unui motor piezoelectric rotativ trebuie sa furnizeze doua diferente de potential, Usin=Asinωt si Ucos=Acosωt, considerate prin raport cu un acelasi potential de referinta, care sa fie conectate la doua sarcini capacitive. De asemenea, frecventa celor doua forme de unda trebuie sa poata fi reglata in limite largi, de f=5 kHz pina la 50 kHz, pentru a fixa frecventa de rezonanta. Amplitudinea „A” a celor doua diferente de potential, Usin=Asinωt si Ucos=Acosωt trebuie sa fie in jur de 100 VVV, pentru un cilindru activ piezoelectric de grosimea g=1 mm, polarizat transversal. Blocurile electronice componente ale unui driver electronic specific pentru actionarea micromotorului piezoelectric rotativ Schema bloc, ce este reprezentata in Fig. 1, trebuie sa contina trei module principale, astfel: A. Un modulului electronic formator de impulsuri, compus din: A1) blocul electronic oscilator 1; A2) blocul electronic oscilator 2; A3) blocul electronic de reglaj al fazei; A4) blocul electronic poarta; A5) blocul electronic divizor 1; A6) blocul electronic divizor 2; A7) blocul electronic defazor; A8) blocul electronic de reformare semnal 1; A9) blocul electronic de reformare semnal 2. B. Un modulului electronic de putere, compus din: B1) blocul electronic separator optic si reformare semnale defazate; B2) blocul electronic driver Asinωt; B3) blocul electronic driver Acosωt; B4) blocul electronic etaj de putere Asinωt;

2

B5) blocul electronic etaj de putere Acosωt. C Un modulului electronic al surselor stabilizate, compus din: C1) blocul electronic al sursei de tensiune continua stabilizata de + 5 Vcc; C2) blocul electronic al sursei de tensiune continua stabilizata de - 5 Vcc; C3) blocul electronic al sursei de tensiune continua stabilizata de +18 Vcc; C4) blocul electronic al sursei de tensiune continua stabilizata de +12 Vcc. In Fig. 1. se prezinta schema bloc a driver-ului electronic specific pentru actionarea micromotorului piezoelectric rotativ.

Fig. 1. Schema bloc a driver-ului electronic specific pentru actionarea micromotorului piezoelectric rotativ.

Cele doua etaje de putere debiteaza pe sarcini capacitive.

Proiectarea micromotorului piezoelectric rotativ

Modelul matematic al conversiei piezoelectrice

Etapa curentă a proiectului a avut drept obiectiv modelarea numerică a funcţionării statorului motorului piezoelectric (MPZ) cu undă “călătoare” (traveling wave). În acest scop a fost dezvoltat modelul matematic elaborat în etapa anterioară, astfel încât să permită simularea unor condiţii de lucru mai apropiate de cazul real. În continuare sunt prezentate principalele rezultate obţinute. Conversia piezolectrică a energiei din formă electrică în mecanică este descrisă de relaţiile dintre eforturi, deformări mecanice şi câmpul electric, inducţia electrică, în formularea deformare – sarcină electrică.

sE dTE,

D d 0rTE. (9)

unde [Pa] este efortul mecanic, este deformarea, d este matricea de cuplaj câmp electric – deformare, sE [Pa-1] este matricea complianţelor, ()T este operatorul de transpoziţie, 0 1 4 9 109 F/m este permitivitatea electrică a spaţiului liber, rT este permitivitatea

relativă a materialului PZ, D [C/m2] este inducţia electrică, iar E [V/m] este intensitatea câmpului electric.

MODULUL ELECTRONIC AL SURSELOR STABILIZATE

+ 12 Vcc + 18 Vcc + 5 Vcc - 5 Vcc

BLOCUL OSCILATOR

1 BLOCUL ETAJ DE PUTERE Asinωt

BLOCUL ETAJ DE PUTERE Acosωt

BLOCUL DRIVER Asinωt

BLOCUL OSCILATOR

2

BLOCUL DEFAZOR

BLOCUL DIVIZOR 2: 2

BLOCUL REFORMARE SEMNAL 2

BLOCUL SEPARATOR OPTIC SI REFORMARE SEMNALE DEFAZATE

BLOCUL REFORMARE SEMNAL 1

BLOCUL DIVIZOR 1: 2

BLOCUL POARTA

BLOCUL DRIVER Acosωt

PIEZO 1 K1

BLOCUL DE REGLAJ

FAZA

PIEZO 2

3

Materialul PZ din care este fabricat statorul este considerat omogen, anizotrop (polarizat radial) şi, la frecvenţele de lucru din acest studiu, liniar. Electrozii, depuşi pe faţa exterioară a cilindrului PZ, sunt izolaţi galvanic şi dispuşi intercalat, grupaţi şi alimentaţi la o pereche de borne (Fig. 2). O pereche de electrozi de măsură sunt dispuşi diametral opus, intercalaţi între electrozii de excitaţie şi izolaţi galvanic faţă de aceştia. Electrodul masă acoperă integral faţa interioară a statorului.

Fig. 2. Domeniul de calcul pentru cilindrul PZ – poziţionarea electrozilor.

În aceste condiţii problema de câmp electric poate fi decuplată (regim cavsistatic) şi analizată separat

0rV v , (10)

unde V [V] este potenţialul electric şi v [C/m3] densitatea de volum a sarcinii electrice.

Dinamica deformării materialul PZ este determinată utilizân de legea a doua Newton.

2u

t 2 . (11)

Condiţiile la limită care închid problema sunt specificate în Fig. 2: potenţiale electrice impuse (valoare de vârf 100 V), defazate cu /2 rad unghi electric pentru electrozii de pe suprafaţa exterioară a statorului; suprafaţa interioară statorului este pusă la masă; izolaţie (densitate de sarcină electrică zero) pentru spaţiile dintre electrozi şi feţele orizontale superioară şi inferioară. Pentru electrozii de măsură se adoptă condiţii la limită de tip potenţial flotant.

Mecanic, suprafaţa orizontală inferioară a statorului PZ este fixată, suprafaţa superioară este încărcată cu o forţă de 3 kgf, distribuită uniform, marginile (muchiile) sale sunt constrânse radial, iar celelalte suprafeţe se pot deforma liber. Condiţiilor la limită li se adaugă condiţii iniţiale nule pentru analiza dinamică a statorului PZ. Proprietătile de material sunt cele date de producătorul cilindrului piezoelectric, PT140.70. În acest studiu prezenţa rotorului este considerată sub

Izolaţie

Electrozi “cosinus”

Masă (suprafaţa interioară)

Electrozi “sinus”

Potenţial flotant Sonda 1 Suprafaţă fixă

Potenţial flotant Sonda 2

4

aspectul sarcinii pe care o exercită asupra statorului. Modelul matematic a fost rezolvat numeric, în tehnica elementului finit.

Realizarea modelului functional al actionarii electrice: micromotor piezoelectric rotativ – driver electronic specific Realizarea circuitelor imprimate si a modulelor electronice

In concordanta cu schema electronica a modulului electronic formator de impulsuri, in Fig. 3-4 se prezinta circuitul imprimat, proiectare CAD. In Fig. 5. se prezinta circuitul imprimat al modulului electronic formator de impulsuri, realizare practica, iar in Fig. 6. se prezinta modulului electronic formator de impulsuri, realizare practica.

Figura 3. Circuitul imprimat al modulului electronic

formator de impulsuri. Figura 4. Modulul electronic formator de

impulsuri, circuit imprimat şi componente.

Figura 5. Circuitul imprimat al modulului electronic

formator de impulsuri, realizare practica. Figura 6. Modulul electronic formator de impulsuri,

realizare practica.

In concordanta cu schema electronica a modulului electronic de putere, in Fig. 7-8 se prezinta circuitul imprimat, proiectare CAD. In Fig. 9. se prezinta circuitul imprimat al subansamblului 1- modulul electronic de putere, realizare practica iar in Fig. 10. se prezinta subansamblul1- modulul electronic de putere, realizare practica.

5

Figura 7. Acţionare cilindru piezo (subansamblu 1-modulul electronic de putere) – Circuit imprimat.

Figura 8. Acţionare cilindru piezo (subansamblu 1- modulul electronic de putere) – Circuit imprimat şi

componente.

Figura 9. Circuitul imprimat al subansamblului 1- modulul electronic de putere, realizare practica.

Figura 10. Subansamblul 1- modulul electronic de putere, realizare practica.

In concordanta cu schema electronica a modulului electronic de putere, in Fig. 11-12 se prezinta circuitul imprimat, proiectare CAD. In Fig. 13. se prezinta circuitul imprimat al subansamblului 2- modulul electronic de putere, realizare practica iar in Fig. 14. se prezinta subansamblul 2 - modulul electronic de putere, realizare practica.

6

Figura 11. Acţionare cilindru piezo (subansamblul 2-

modulul electronic de putere) – Circuit imprimat. Figura 12. Acţionare cilindru piezo (subansamblul 2- modulul electronic de putere) – Circuit imprimat şi

componente.

Figura 13. Circuitul imprimat al subansamblului 2- modulul electronic de putere, realizare practica.

Figura 14. Subansamblul 2- modulul electronic de putere, realizare practica.

In concordanta cu schema modulului electronic al surselor liniare stabilizate, in Fig. 15-16 se prezinta circuitul imprimat, proiectare CAD. In Fig. 17. se prezinta circuitul imprimat al modulului electronic al surselor liniare stabilizate, realizare practica., iar in Fig. 18. se prezinta modulul electronic al surselor liniare stabilizate, realizare practica.

7

Figura 15. Circuitul imprimat al modulului electronic al surselor liniare stabilizate.

Figura 16. Modulul electronic al surselor liniare stabilizate.

Figura 17. Circuitul imprimat al modulului electronic al

surselor liniare stabilizate, realizare practica. Figura 18. Modulul electronic al surselor liniare

stabilizate, realizare practica. Realizarea micromotorului piezoelectric rotativ Fabricaţia specimenului prezentat pentru încercare a fost realizată de către INCDIE ICPE-CA si SMART MECHANICS SRL. Acesta se prezintă sub forma unui cilindru metalic cu diametrul de 80 mm si înaltimea de 231,5 mm în interiorul caruia se aflǎ montate mai multe subansamble şi componente, mecanice şi electronice. Unul din capetele cilindrului se terminǎ cu o tija metalicǎ de care este ataşat un disc metalic cu diametrul de 80 mm şi grosimea de 2 mm. Tija metalicǎ reprezintǎ elementul de acţionare al micromotorului.

In Fig. 19 sunt reprezentate micromotorul asamblat a) si b).

8

a) b)

Fig. 19. Micromotorul rotativ piezoelectric. S-au efectuat incercari pentru determinarea caracteristicilor dielectrice ale cilindrului activ

piezoelectric si aproximarea intervalului optim al frecventelor de rezonanta din analiza curbelor tangentei unghiului de pierderi dielectrice. De asemenea, se prezuma şi amplitudinea „A” recomandata a celor doua diferente de potential in cuadratura cu care se activeaza cilindrului activ piezoelectric. Metoda de încercare a constat în mǎsurarea parametrilor de functionare ai micromotorului rotativ piezoelectric. Alimentarea acestuia s-a fǎcut la 2V intr-o plaja de frecvente predefinite. Au fost luate în considerare 4 cazuri:

Frecventa [kHz], U=2V 25 30 40 50 Schema electrica desfasurata a cilindrului piezoelectric divizat este prezentata in figura 20.

a. Cilindru activ piezoelectric

divizat. b. Modul de divizare şi activare al cilindrului activ piezoelectric în

reprezentare desfăşurată. Fig. 20. Cilindru divizat si schema electrica desfasurata.

Pentru fiecare din secţiunile a-c-e-g, respective b-d-f-h se adoptă o schemă echivalentă compusă dintr-un condensator Cp1 respectiv Cp2 conectat în paralel cu un resistor Rp1 respectiv Rp2. De asemena, s-a determinat tangenta unghiului de pierderi dielectrice D. Determinările au fost realizate cu puntea Agilent E 4980A.

9

Fig. 21. Determinarea caracteristicilor dielectrice ale cilindrului activ piezoelectric.

Datele obţinute în urma încercărilor micromotorului rotativ piezoelectric sunt prezentate in tabelul 1 si Fig. 22-24.

TABELUL 1 Determinarea capacităţilor echivalente pentru frecvenţele 25kHz, 30kHz, 40kHz şi 50kHz. Frecventa [kHz], U=2V Cp1 [nF] Cp2 [nF] D1 D2 Rp1 [Ω] Rp2 [Ω]

25 39,75 39,35 0,454 0,498 359 323

30 51,15 50,14 0,078 0,088 1230 1155

40 85,35 79,10 0,254 0,274 185 209

50 16,00 16,51 0,178 0,166 1090 1060

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

25 30 40 50

Frecventa [kHz], U=2V

Cp

1/C

p2

[nF

]

Cp1 [nF]

Cp2 [nF]

Fig .22. Variatia capacitatii in raport cu frecventa.

10

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

25 30 40 50


D1/

D2

D1

D2

Fig. 23. Variatia tangentei unghiului de pierderi dielectrice in raport cu frecventa.

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

25 30 40 50


Rp

1/R

p2

[Om

ega]

Rp1 [Ω]

Rp2 [Ω]

Fig. 24. Variatia rezistentei in raport cu frecventa.

Fig. 25. Motorul piezoelectric rotativ in timpul testarilor, vizualizarea formelor de unda de activare.

noi tipuri de actuatori specifici aplicatiilor spatiale acronim

Documents