Technologien für Piezomotoren

Piezomotoren sind linear oder rotatorisch arbeitende Motoren, die größte Präzision und Arretierung im Ruhezustand ermöglichen. Dank dieser Eigenschaften eignen sie sich für Anwendungen im Bereich der Mikropositionierung mit langem Arbeitsweg.

Die CEDRAT Gruppe hat verschiedene Arten von piezoelektrischen Motoren erprobt entweder durch Umbau / Test von Standardpiezomotoren oder durch die Entwicklung neuer origineller Konzepte und zwar im Rahmen von Weltraumanwendungen oder Projekten für Feinmessgeräte:

• Inchworm Piezomotoren: Diese Motoren arbeiten auf der Grundlage von Schritten, die von der fast stationären Bewegung eines Piezo-Stators erzeugt werden, um ein zweites Element anzutreiben. Sie bieten eine gute Steuerbarkeit, sind aber langsam (<10mm/s) und teuer wie Schrittmotoren. CEDRAT hat solche Motoren mit einigen frühen Versionen seines LPM (linearer Piezomotor) getestet (in einem Projekt der französischen Raumfahrtagentur CNES) oder mit dem RPMHPP (rotierend arbeitender Piezomotor) (im Projekt der europäischen Weltraumbehörde ESA).
  
  
• Ultraschallmotoren (USM): Diese Motoren beruhen auf einer Ultraschallvibration (in der Regel elliptisch und mit Resonanz) des Stators für den Antrieb eines zweiten Elements (z.B. einem Rotor). Sie sind schnell (> 100mm/s), lassen sich recht gut steuern und reagieren auf Änderungen der Last und der Umgebung. Ihre Elektronik kann so aufgebaut sein, dass Resonanzen aufgespürt werden können. Der Cedrat LPM20-3 weltraumgeeignete Lineare Piezomotor ist ein Multimodus-Ultraschallmotor (MMUM). Er ist vakuumkompatibel und weltraumgeeignet dank der CNES- und EADS-Projekte. Rotierende piezoelektrische Motoren wie der RPA für ESA, und rotierende magnetostriktive Motoren wurden ebenfalls von CEDRAT auf der Grundlage dieses Konzepts entwickelt, um ein großes Drehmoment bei geringer Geschwindigkeit zu liefern. CEDRAT hat ebenfalls Wanderwellenmotoren (TWUM) von Shinsei umgerüstet, um diese für Weltraumanwendungen kompatibel zu gestalten. CEDRAT hat ebenfalls die Squiggle® Piezomotoren für Newscale getestet, die sich für sehr kleine Verschlussmechanismen oder Positionierungsmechanismen eignen. 

• Inertial Stepping Motors (ISM) (Schrittmotoren mit Trägheitsmoment): Diese Motoren, die auch Smooth Impact Drive Mechanismen (IDM oder SIDM) genannt werden, arbeiten mit Schrittfolgen, die von der Übergangsbewegung eines Piezostators, der ein zweites Element antreibt, ausgeführt werden. Sie bieten mittelgroße Geschwindigkeiten (10-50mm/s). Diese Motoren benötigen nur eine Piezokeramik und einen elektronischen Kanal, die zu einem guten Miniaturisierungspotential führen. CEDRAT hat den SPA Piezo-Schrittmotor entwickelt, einen neuen Piezomotor, der auf dem ISM Konzept basiert und von den Erfahrungswerten des APA® verstärkten piezoelektrischen Aktors profitiert.

Weitere Informationen zu Piezomotoren finden Sie in den entsprechenden Veröffentlichungen zu rotierenden Piezomotoren oder Veröffentlichungen zu linearen Piezomotoren.