一種壽命長的雙體交替工作壓電電扇的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于壓電電扇技術領域，具體涉及一種壽命長的雙體交替工作壓電電
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【背景技術】
[0002]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。
[0003]在中國專利申請公開號為CN103580536A的本申請人的前期研究成果中，公開了一種雙體交替工作壓電電扇，主要結構包括壓電陶瓷片、復合材料層和金屬片；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；壓電陶瓷片的一端與金屬片相連，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。該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。可見該產品很好的提高了壓電電扇的使用壽命，但其復合材料層為控制電極，正負可變，對復合材料層的選擇提出了更高的要求。
【實用新型內容】
[0004]發明目的:針對現有技術中存在的不足，本實用新型的目的是提供一種壽命長的雙體交替工作壓電電扇，復合材料層直接接地，大大提高其工作壽命。
[0005]技術方案:為實現上述發明目的，本實用新型采用的技術方案如下:
[0006]—種壽命長的雙體交替工作壓電電扇，包括2片壓電陶瓷片、復合材料層和葉片；所述的2片壓電陶瓷片按照壓電陶瓷極性為+、一、一、+方式分別粘連在復合材料層的上下對應兩面上，所述壓電陶瓷片與電源相連，復合材料層接地。
[0007]所述壓電陶瓷片為壓電常數d33大于750的壓電陶瓷。
[0008]所述復合材料層為碳纖維層或金屬片。
[0009]所述葉片粘接在壓電陶瓷的自由端。
[0010]所述復合材料層從壓電陶瓷片頂端向外延伸，形成葉片。
[0011]—種壽命長的雙體交替工作壓電電扇，包括2片壓電陶瓷片、復合材料層和葉片；所述的2片壓電陶瓷片按照壓電陶瓷極性為一、+、+、一方式分別粘連在復合材料層的上下對應兩面上，所述壓電陶瓷片與電源相連，復合材料層接V+。
[0012]所述壓電陶瓷片為壓電常數d33大于750的壓電陶瓷。
[0013]所述復合材料層為碳纖維層或金屬片。
[0014]所述葉片粘接在壓電陶瓷的自由端。
[0015]有益效果:與現有技術相比，本實用新型的壽命長的雙體交替工作壓電電扇，具有如下優點:
[0016](I)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；
[0017](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；
[0018](3)使用葉片作為金屬放大器，具有很好的彈性，達到最佳風扇效果；
[0019](4)復合材料層為碳纖維層或金屬片，并直接接地，作為固定電極使用，大大提高其工作壽命；
[0020](5)復合材料層可直接延伸成為葉片，簡化產品結構，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】
[0021 ] 圖1是第一種雙體交替工作壓電電扇的結構示意圖；
[0022]圖2是第二種雙體交替工作壓電電扇的結構示意圖；
[0023]圖3是第三種雙體交替工作壓電電扇的結構示意圖；
[0024]圖4是第四種雙體交替工作壓電電扇的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0025]下面結合具體附圖進一步闡明本實用新型，本【具體實施方式】在以本實用新型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實用新型而不用于限制本實用新型的范圍。
[0026]壽命長的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和葉片3 ;2片壓電陶瓷片I分別粘連在復合材料層2的上下對應兩面上；壓電陶瓷片I的一端與葉片3相連，另一端與電極相連。其中，復合材料可以為碳纖維，壓電陶瓷片為高壓電常數(d33大于750)壓電陶瓷。
[0027]如圖1所示，壓電陶瓷片極性按照“+、一、一、+ ”排列，形成三層結構。風扇葉片壓電陶瓷的上方及下方輪流供電V+，中間電極(復合材料層2)接地(O伏)。工作時利用壓電陶瓷的逆壓電效應，當給上方壓電陶瓷片加上直流電壓V+時，下方的壓電陶瓷片接O伏或斷開，在電場作用下，通過壓電陶瓷的逆壓電效應，上方的壓電陶瓷片會延伸形變，由于壓電陶瓷片兩端的一端被固定，壓電陶瓷片的另一端自由端就會向上偏轉。另一側下方的壓電陶瓷片兩端電極的電壓是O伏或斷開，處于不工作狀態，這一側壓電陶瓷片和上方的壓電陶瓷片粘在同一片復合材料上，它也會隨通電的壓電陶瓷片向相同的一個方向偏轉。當給下方的壓電陶瓷片加上直流電壓V+，上方的壓電陶瓷片接O伏或斷開，風扇葉片偏轉方向相反，向下偏轉。此時上方的壓電陶瓷片電極兩端電壓是O伏，處于不工作狀態，并跟隨下方的陶瓷片往下偏轉。調整壓電電扇的兩側壓電陶瓷片分別通電的變換速度，可以控制葉片偏轉速度；控制供電電壓大小，可以控制葉片偏轉的幅度。要達到最佳的風扇效果，選擇壓電陶瓷片尺寸大小和葉片(金屬放大器)尺寸相結合，選擇驅動電源的變換頻率與壓電電扇的自身共振頻率一致，風扇的效果也為最佳。
[0028]如圖2所示，壓電陶瓷片極性按照“一、+、+、一”排列，形成三層結構。風扇葉片壓電陶瓷的上方及下方輪流接地或斷開，中間電極接V+。工作時利用壓電陶瓷的逆壓電效應，當給上方壓電陶瓷片接地(O伏)時，下方的壓電陶瓷片接線斷開，在電場作用下，通過壓電陶瓷的逆壓電效應，上方的壓電陶瓷片會延伸形變，由于壓電陶瓷片兩端的一端被固定，壓電陶瓷片的另一端自由端就會向上偏轉。下方的壓電陶瓷片兩端電極開路，處于不工作狀態，這一側壓電陶瓷片和上方的壓電陶瓷片粘在同一片復合材料上，它也會隨通電的壓電陶瓷片向相同的一個方向偏轉。當給下方的壓電陶瓷接地(O伏)時，上方的壓電陶瓷片接線斷開，風扇葉片偏轉方向相反，向下偏轉。此時上方的壓電陶瓷片電極兩端是開路，處于不工作狀態，并跟隨下方的陶瓷片往下偏轉。
[0029]如圖3所示，壓電陶瓷片極性按照“一、+、+、一”排列，形成三層結構。風扇葉片壓電陶瓷的上方及下方輪流接地或接V+，中間電極接V+。工作時利用壓電陶瓷的逆壓電效應，當給上方壓電陶瓷片接地(O伏)時，下方的壓電陶瓷片接V+，在電場作用下，通過壓電陶瓷的逆壓電效應，上方的壓電陶瓷片會延伸形變，由于壓電陶瓷片兩端的一端被固定，壓電陶瓷片的另一端自由端就會向上偏轉。下方的壓電陶瓷片兩端電極等電位，處于不工作狀態，這一側壓電陶瓷片和上方的壓電陶瓷片粘在同一片復合材料上，它也會隨通電的壓電陶瓷片向相同的一個方向偏轉。當給下方的壓電陶瓷接地(O伏)時，上方的壓電陶瓷片接線接V+，風扇葉片偏轉方向相反，向下偏轉。此時上方的壓電陶瓷片電極兩端等電位，處于不工作狀態，并跟隨下方的陶瓷片往下偏轉。
[0030]本發明的雙體交替工作壓電電扇，采用雙體交替工作，使得壓電陶瓷片有一半時間可以休息，減少壓電陶瓷片的過度疲勞，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。
[0031]另外，采用圖1的壓電陶瓷片排列方式及驅動方式，由于中間電極接地，不帶電，可以直接使用導電的復合材料(可以是碳纖維)或金屬片做中間層，并延伸起到葉片放大作用。如圖4所示，減少了另外粘接金屬葉片的環節。
【主權項】
1.一種壽命長的雙體交替工作壓電電扇，包括2片壓電陶瓷片(I)、復合材料層(2)和葉片⑶；其特征在于:所述的2片壓電陶瓷片⑴按照壓電陶瓷極性為+、一、一、+方式分別粘連在復合材料層(2)的上下對應兩面上，所述壓電陶瓷片(I)與電源相連，復合材料層⑵接地。2.根據權利要求1所述的壽命長的雙體交替工作壓電電扇，其特征在于:所述壓電陶瓷片⑴為壓電常數d33大于750的壓電陶瓷。3.根據權利要求1所述的壽命長的雙體交替工作壓電電扇，其特征在于:所述復合材料層(2)為碳纖維層或金屬片。4.根據權利要求1所述的壽命長的雙體交替工作壓電電扇，其特征在于:所述葉片(3)粘接在壓電陶瓷(I)的自由端。5.根據權利要求1或3所述的壽命長的雙體交替工作壓電電扇，其特征在于:所述復合材料層(2)從壓電陶瓷片(I)頂端向外延伸，形成葉片(3)。6.—種壽命長的雙體交替工作壓電電扇，包括2片壓電陶瓷片(I)、復合材料層(2)和葉片(3);其特征在于:所述的2片壓電陶瓷片(I)按照壓電陶瓷極性為一、+、+、一方式分別粘連在復合材料層(2)的上下對應兩面上，所述壓電陶瓷片(I)與電源相連，復合材料層(2)接 V+ο7.根據權利要求6所述的壽命長的雙體交替工作壓電電扇，其特征在于:所述壓電陶瓷片⑴為壓電常數d33大于750的壓電陶瓷。8.根據權利要求6所述的壽命長的雙體交替工作壓電電扇，其特征在于:所述復合材料層(2)為碳纖維層或金屬片。9.根據權利要求6所述的壽命長的雙體交替工作壓電電扇，其特征在于:所述葉片(3)粘接在壓電陶瓷(I)的自由端。
【專利摘要】本實用新型公開了一種壽命長的雙體交替工作壓電電扇，包括2片壓電陶瓷片、復合材料層和葉片；所述的2片壓電陶瓷片按照壓電陶瓷極性為+、—、—、+方式或按照壓電陶瓷極性為—、+、+、—方式分別粘連在復合材料層的上下對應兩面上，所述壓電陶瓷片與電源相連，復合材料層接地或接V+。本實用新型的復合材料層為碳纖維層或金屬片，并直接接地或接V+，作為固定電極使用，大大提高其工作壽命；復合材料層可直接延伸成為葉片，簡化產品結構，具有很好的實用性，能產生較好的經濟效益和社會效應。
【IPC分類】F04D33/00, H01L41/04
【公開號】CN204921494
【申請號】CN201520612322
【發明人】張偉東, 劉建國, 黃玉喜
【申請人】江蘇聯能電子技術有限公司
【公開日】2015年12月30日
【申請日】2015年8月14日