Piezomotoren & Piezoelektronik

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 TECHNOLOGIES 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 TECHNOLOGIES auf der Grundlage dieses Konzepts entwickelt, um ein großes Drehmoment bei geringer Geschwindigkeit zu liefern. CEDRAT TECHNOLOGIES hat ebenfalls Wanderwellenmotoren (TWUM) von Shinsei umgerüstet, um diese für Weltraumanwendungen kompatibel zu gestalten.
  • 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.

Piezo-Schrittmotoren: SPA

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Description

Piezo-Schrittmotoren (SPAs) sind neue lineare piezoelektrische Motoren für lange Arbeitswege für Anwendungen der Mikro- und Nanopositionierung. Die Last kann fest auf dem Schaft befestigt werden. Nicht magnetische oder kryogene Versionen auf Anfrage.

Applications

Nanopositionierung, Verschluss, Refokussierung, Piezoventile, Mikroroboter...

Status
Prototype

Micro Stepping Piezo Actuators : SPA30uXS

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Description

The Stepping Piezo Actuator SPA30uXS is a new high-force density non-magnetic stepping linear micro piezomotor : Mass < 1gr ; Blocking force at rest > 0.5N ; Max actuation force > 0.2N ; Stroke > 3mm ; Speed > 50mm/s ; Resolution < 1nm

Applications

Embedded microsystems, cameras, MRI-compatible, microvalves, medical implant

Status
Product

Leistungstarker Piezoaktor: FPA

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Description

Leistungsstarke Piezoaktoren (FPAs) sind neue lineare Piezoaktoren für lange Arbeitswege für Anwendungen der Nanopositionierung, wo große Kräfte erforderlich sind.

Applications

Mikro/Nanopositionierung, Verschlussmechanismen...

Status
Detailed design

Rotierend arbeitender Piezoaktor: RPA

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Description

RPA ist ein resonander, rotierend arbeitender piezoelektrischer Motor, der die Vorteile eines Piezomotors bietet

Applications

Luftfahrt, Hochgenaues Positionieren...

Status
Space evaluated

Upgrade Piezomotor

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Description

Die CEDRAT Gruppe hat ein Upgrade für COTS-Motoren und Aktoren (kommerzielle Produkte aus dem Regal) vorgenommen durch Änderung mehrerer Teile und Durchführung von Akzeptanztests

Applications

Luftfahrt, Verteidigung

Status
Prototype

Rotatorisch arbeitender Piezomotor: RPMHPP

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Description

RPMHPP ist ein fast stationärer rotatorisch arbeitender Piezo-Schrittmotor, der die Vorteile eines Piezomotors bietet

Applications

Luftfahrt, hochgenaues Positionieren...

Status
Space evaluated

Linear arbeitender Piezomotor: LPM20-3

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Description

LPM20-3 ist ein linear arbeitender piezoelektrischer Motor, der die bekannten Vorteile eines Piezomotors bietet

Applications

Luftfahrt, Refokussierung, Hochgenaues Positionieren...

Status
Space evaluated