[發明專利]一種雙體交替工作壓電電扇

有效

• 申請號: 201310542675.4
• 申請日: 2013-11-06
• 公開（公告）號: CN103580536A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發明（設計）人: 劉建國;黃玉喜;謝祝輝
• 申請（專利權）人: 江蘇聯能電子技術有限公司
• 主分類號: H02N2/18
• 分類號: H02N2/18
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 邱興天

技術領域

本發明屬于電扇技術領域，具體涉及一種雙體交替工作壓電電扇。

背景技術

目前，壓電電扇主要結構部件是由壓電風扇葉片和壓電風扇電源驅動兩大部分組成，其工作原理是壓電陶瓷在電場的作用下，利用壓電陶瓷獨有的壓電特性，也就是利用壓電陶瓷的逆壓電效應，在通電的情況下，壓電陶瓷會產生振動和位移，并通過機械傳動，最終達到風向穩定、高速、能夠長期工作的好的降溫效果。現有的風扇葉片由陶瓷片粘接而成，并用交流電來驅動，長期在達到壓電陶瓷片共振點下工作，壓電陶瓷非常疲勞，很容易產生碎裂，壽命非常短，還不能完全滿足使用需求。

發明內容

發明目的：針對現有技術中存在的不足，本發明的目的是提供一種雙體交替工作壓電電扇，以期減少壓電陶瓷的過度疲勞，大大提高其工作壽命。

技術方案：為實現上述發明目的，本發明采用的技術方案如下：

一種雙體交替工作壓電電扇，包括壓電陶瓷片、復合材料層和金屬片；所述的壓電陶瓷片有2片，一片極化方向為正，另一片極化方向為負，分別粘連在復合材料層的對應兩面上；所述壓電陶瓷片的一端與金屬片相連，另一端與電極相連；所述2片壓電陶瓷片中的一片與負極相連，另一片與正極相連；所述的復合材料層與中間電極相連。

所述壓電陶瓷片（1）為壓電常數d33大于750的壓電陶瓷。

所述的中間電極是可切換正極或負極的控制極。

所述金屬片粘接在壓電陶瓷的自由端。

有益效果：與現有技術相比，本發明的雙體交替工作壓電電扇，具有如下優點：

（1）采用雙體交替工作，使得壓電陶瓷有一半時間可以休息，減少壓電陶瓷的過度疲勞，大大提高其工作壽命；

（2）將壓電陶瓷片粘接在復合材料兩側，不僅可降低壓電陶瓷內應力，提高葉片的柔韌性，也能使得壓電電扇風達到最佳擺幅，保證風扇的最佳效果；

（3）使用金屬片作為金屬放大器，其材料選用優質合金材料，具有很好的彈性，達到最佳風扇效果。

（4）具有很好的實用性，能產生較好的經濟效益和社會效應。

附圖說明

圖1是雙體交替工作壓電電扇的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合具體附圖進一步闡明本發明，本具體實施方式在以本發明技術方案為前提下進行實施，應理解這些方式僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍。

如圖1所示，雙體交替工作壓電電扇，包括兩片壓電陶瓷片1、復合材料層2和金屬片3；兩片壓電陶瓷片1中的一片極化方向為正，另一片極化方向為負，分別粘連在復合材料層的對應兩面上；壓電陶瓷片1的一端與金屬片3相連，另一端與電極相連，其中的一片與負極相連，另一片與正極相連，復合材料層2與中間電極相連，該中間電極是可切換正極或負極的控制極，組成一個完整壓電陶瓷風扇葉片。

該雙體交替工作壓電電扇，風扇葉片是由兩片雙體壓電陶瓷1構成，復合材料層2（該復合材料可以為碳纖維）的一側粘接極化方向為正的高壓電常數（d33大于750）壓電陶瓷，另一側粘接極化方向為負的高壓電常數（d33大于750）壓電陶瓷，雙體交替壓電電扇形成三層結構。風扇葉片上方的電極電壓是0伏，中間的電極是0/V變換的控制極，下方的電極電壓是V伏。工作時是利用壓電陶瓷的逆壓電效應，當給雙體交替壓電電扇控制極加上直流電壓V伏時，上方的壓電陶瓷產生0伏和V伏的電壓差，在電場作用下，通過壓電陶瓷的逆壓電效應，上方的壓電陶瓷會延伸形變，由于壓電陶瓷兩端的一端被固定，壓電陶瓷的另一端自由端就會向上偏轉。另一側下方的壓電陶瓷兩端電極的電壓分別是V伏和V伏等電位處于休息狀態，這一側壓電陶瓷和上方的壓電陶瓷粘在同一片復合材料上，它也會隨通電的壓電陶瓷向相同的一個方向向上偏轉。當給雙體交替壓電電扇控制極加上直流電壓0伏時，風扇葉片偏轉方向剛好相反，向下偏轉。此時下方的壓電陶瓷電極兩端電壓分別是0伏和V伏電壓差，同樣在電場的作用下，通過壓電陶瓷的逆壓電效應，下方的壓電陶瓷產生延伸變形，壓電陶瓷的兩端的一端被固定，壓電陶瓷的另一端自由端就會向下偏轉。而此時上方的壓電陶瓷電極兩端的電壓分別為0伏和0伏等電位處于休息狀態，這一側壓電陶瓷粘在同一片復合材料上，它也隨通電的壓電陶瓷向同一個方向向下偏轉。所以調整壓電電扇的控制極0和V的變換速度，可以控制壓電陶瓷葉片偏轉速度；控制供電電壓，可以控制葉片偏轉的幅度。要達到最佳的風扇效果，選擇壓電陶瓷尺寸大小和金屬放大器尺寸相結合，在壓電陶瓷最佳共振頻率點，風扇的效果也為最佳。

本發明的雙體交替工作壓電電扇，采用雙體交替工作，使得壓電陶瓷有一半時間可以休息，減少壓電陶瓷的過度疲勞，大大提高其工作壽命；將壓電陶瓷片粘接在復合材料兩側，不僅可降低壓電陶瓷內應力，提高葉片的柔韌性，也能使得壓電電扇風達到最佳擺幅，保證風扇的最佳效果；使用金屬片作為金屬放大器，其材料選用優質合金材料，具有很好的彈性，達到最佳風扇效果。