Piezoelectric motor
پیزو الیکٹرک موٹر یا پیزو موٹر ایک قسم کی برقی موٹر ہے جو پیزو الیکٹرک مواد کی شکل میں تبدیلی پر مبنی ہوتی ہے جب برقی میدان لگایا جاتا ہے، جو کہ الٹا پیزو الیکٹرک اثر کے نتیجے میں ہوتا ہے۔ برقی سرکٹ پیزو الیکٹرک مواد میں صوتی یا الٹراسونک کمپن پیدا کرتا ہے، اکثر لیڈ زرکونیٹ ٹائٹینٹ اور کبھی کبھار لتیم نیوبیٹ یا دیگر سنگل کرسٹل مواد، جو اپنے میکانزم کے لحاظ سے لکیری یا گھماؤ حرکت پیدا کر سکتے ہیں۔ پیزو الیکٹرک موٹروں کی اقسام کی مثالوں میں انچ ورم موٹرز، اسٹیپر اور سلپ اسٹک موٹرز کے ساتھ ساتھ الٹراسونک موٹرز شامل ہیں جن کی مزید درجہ بندی اسٹینڈنگ ویو اور ٹریولنگ ویو موٹرز میں کی جا سکتی ہے۔ پیزو الیکٹرک موٹرز عام طور پر ایک چکور اسٹیپنگ موشن کا استعمال کرتے ہیں، جو کرسٹل کے ارتعاش کو من مانی طور پر بڑی حرکت پیدا کرنے کی اجازت دیتا ہے، جیسا کہ زیادہ تر دوسرے پیزو الیکٹرک ایکچوایٹرز کے برعکس جہاں حرکت کی حد جامد تناؤ سے محدود ہوتی ہے جو پیزو الیکٹرک عنصر میں متاثر ہوسکتی ہے۔ پیزو الیکٹرک کرسٹل کی نشوونما اور تشکیل ایک اچھی طرح سے ترقی یافتہ صنعت ہے، جو ایک دیئے گئے قابل اطلاق ممکنہ فرق کے لیے بہت یکساں اور مستقل مسخ پیدا کرتی ہے۔ یہ، مسخ کے منٹ پیمانے کے ساتھ مل کر، پیزو الیکٹرک موٹر کو بہت عمدہ اقدامات کرنے کی صلاحیت دیتا ہے۔ مینوفیکچررز نینومیٹر پیمانے پر درستگی کا دعوی کرتے ہیں۔ اعلی رسپانس ریٹ اور کرسٹل کی تیز تحریف بھی اقدامات کو بہت زیادہ تعدد پر ہونے دیتی ہے-5 میگاہرٹز سے اوپر۔ یہ تقریبا 800 ملی میٹر فی سیکنڈ، یا تقریبا 2.9 کلومیٹر فی گھنٹہ کی زیادہ سے زیادہ لکیری رفتار فراہم کرتا ہے۔ پیزو الیکٹرک موٹروں کی ایک منفرد صلاحیت مضبوط مقناطیسی شعبوں میں کام کرنے کی ان کی صلاحیت ہے۔ یہ ان ایپلی کیشنز میں ان کی افادیت کو بڑھاتا ہے جو روایتی برقی مقناطیسی موٹروں کا استعمال نہیں کر سکتے ہیں-جیسے کہ جوہری مقناطیسی گونج اینٹینا کے اندر۔ زیادہ سے زیادہ آپریٹنگ درجہ حرارت استعمال شدہ پیزو الیکٹرک سیرامک کے کیوری درجہ حرارت سے محدود ہوتا ہے اور + 250 °C سے تجاوز کر سکتا ہے۔ پیزو الیکٹرک موٹروں کے اہم فوائد اعلی پوزیشننگ کی درستگی، غیر طاقت کے دوران پوزیشن کا استحکام، اور بہت چھوٹے سائز یا غیر معمولی شکلوں جیسے پتلی رنگوں میں من گھڑت ہونے کی صلاحیت ہیں۔ پیزو الیکٹرک موٹروں کی عام ایپلی کیشنز میں کیمرہ لینس میں فوکسنگ سسٹم کے ساتھ ساتھ مائکروسکوپی جیسے خصوصی ایپلی کیشنز میں صحت سے متعلق موشن کنٹرول شامل ہیں۔ گونج والی موٹر کی اقسام الٹراسونک موٹر الٹراسونک موٹرز کئی طریقوں سے دیگر پیزو الیکٹرک موٹروں سے مختلف ہیں، حالانکہ دونوں عام طور پر پیزو الیکٹرک مواد کی کسی نہ کسی شکل کا استعمال کرتے ہیں، سب سے واضح فرق الٹراسونک موٹروں میں روٹر کے ساتھ رابطے میں اسٹیٹر کی کمپن کو بڑھانے کے لیے گونج کا استعمال ہے۔ اسٹیٹر روٹر کانٹیکٹ انٹرفیس کے ساتھ رگڑ کو کنٹرول کرنے کے لیے عام طور پر دو مختلف طریقے دستیاب ہیں، ٹریولنگ ویو کمپن اور اسٹینڈنگ ویو کمپن۔ 1970 کی دہائی میں عملی موٹروں کے کچھ ابتدائی ورژن، مثال کے طور پر، ساشیدا نے، ایک موٹر بنانے کے لیے رابطے کی سطح پر ایک زاویے پر رکھے ہوئے پنکھوں کے ساتھ مل کر اسٹینڈنگ ویو کمپن کا استعمال کیا، حالانکہ وہ ایک ہی سمت میں گھومتا تھا۔ بعد میں ساشیدا اور متسوشیتا، اے ایل پی ایس، اور کینن کے محققین کے ڈیزائنوں نے دو طرفہ حرکت حاصل کرنے کے لیے ٹریولنگ ویو وائبریشن کا استعمال کیا، اور پتہ چلا کہ یہ ترتیب بہتر کارکردگی اور کم کانٹیکٹ انٹرفیس پہننے کی پیشکش کرتی ہے۔ ایک غیر معمولی ہائی ٹارک 'ہائبرڈ ٹرانسڈیوسر' الٹراسونک موٹر رابطہ انٹرفیس کے ساتھ محوری اور ٹورسنل کمپن کو یکجا کرنے کے لیے گردشی پولڈ اور محوری پولڈ پیزو الیکٹرک عناصر کو ایک ساتھ استعمال کرتی ہے، جو ایک ڈرائیونگ تکنیک کی نمائندگی کرتی ہے جو کھڑے اور ٹریولنگ ویو ڈرائیونگ کے طریقوں کے درمیان کہیں ہوتی ہے۔ غیر گونج والی موٹر کی اقسام انچ ورم موٹر انچ ورم موٹر واکنگ ٹائپ موشن کا استعمال کرتے ہوئے اسٹیٹر کو دھکا دینے کے لیے پیزو الیکٹرک سیرامکس کا استعمال کرتی ہے۔ یہ پیزو الیکٹرک موٹرز کرسٹل کے تین گروپوں کا استعمال کرتے ہیں-دو 'لاکنگ'، اور ایک 'موٹیو' جو مستقل طور پر موٹر کے کیسنگ یا اسٹیٹر (دونوں نہیں) سے جڑتے ہیں۔ موٹیو گروپ، جو دوسرے دو کے درمیان سینڈوچ ہوتا ہے، حرکت فراہم کرتا ہے۔ اس پیزو الیکٹرک موٹر کا غیر طاقت والا طرز عمل دو اختیارات میں سے ایک ہے: 'عام طور پر بند' یا 'عام طور پر آزاد'۔ عام طور پر آزاد قسم غیر طاقت پر آزادانہ نقل و حرکت کی اجازت دیتی ہے لیکن پھر بھی وولٹیج لگا کر اسے بند کیا جا سکتا ہے۔ انچ ورم موٹرز موٹیو کرسٹل پر لاگو ہونے والے وولٹیج کو تبدیل کرکے نینو میٹر پیمانے کی پوزیشننگ حاصل کر سکتے ہیں جب کہ لاکنگ کرسٹل کا ایک سیٹ لگا ہوا ہوتا ہے۔ قدم بڑھانا انچ ورم موٹر کا ایکچوایشن عمل ایک ملٹی اسٹیپ سائیکلکل عمل ہے: سب سے پہلے، 'لاکنگ' کرسٹل کا ایک گروپ ایک طرف کو لاک کرنے اور پیزو کرسٹل کے 'سینڈوچ' کے دوسری طرف کو غیر مقفل کرنے کے لیے چالو کیا جاتا ہے۔ اس کے بعد، 'موٹیو' کرسٹل گروپ کو متحرک اور منعقد کیا جاتا ہے۔ اس گروپ کی توسیع غیر مقفل 'لاکنگ' گروپ کو موٹر راستے پر لے جاتی ہے۔ یہ واحد مرحلہ ہے جہاں موٹر حرکت کرتی ہے۔ پھر 'لاکنگ' گروپ پہلے مرحلے میں شروع ہوتا ہے ('عام طور پر لاکنگ' موٹروں میں، دوسرے میں یہ متحرک ہوتا ہے)۔ پھر 'موٹیو' گروپ ریلیز ہوتا ہے، 'ٹریلنگ لاکنگ' گروپ کو پیچھے ہٹاتا ہے۔ آخر میں، دونوں 'لاکنگ' گروپ اپنی ڈیفالٹ حالتوں میں واپس آجاتے ہیں۔ اسٹیپر یا واک ڈرائیو موٹر اسی طرح کے نام سے منسوب برقی مقناطیسی اسٹیپر موٹر کے ساتھ الجھن میں نہ پڑنا، یہ موٹرز انچ ورم موٹر سے ملتے جلتے ہیں، تاہم، پیزو الیکٹرک عناصر بمورف ایکچوایٹرز ہو سکتے ہیں جو سلائیڈر کو کھانا کھلانے کے لیے جھکتے ہیں بجائے اس کے کہ ایک علیحدہ توسیع پذیر اور سکڑتا ہوا عنصر استعمال کیا جائے۔ سلپ اسٹک موٹر سلپ اسٹک موٹروں کا طریقہ کار جامد اور متحرک رگڑ کے درمیان فرق کے ساتھ جمود پر انحصار کرتا ہے۔ اسٹیپنگ ایکشن ایک سست توسیعی مرحلے پر مشتمل ہوتا ہے جہاں جامد رگڑ پر قابو نہیں پایا جاتا ہے، اس کے بعد ایک تیز سکڑنے والا مرحلہ ہوتا ہے جہاں جامد رگڑ پر قابو پایا جاتا ہے اور موٹر اور حرکت پذیر حصے کے درمیان رابطے کا نقطہ بدل جاتا ہے۔ براہ راست ڈرائیو موٹرز براہ راست ڈرائیو پیزو الیکٹرک موٹر مسلسل الٹراسونک کمپن کے ذریعے حرکت پیدا کرتی ہے۔ اس کا کنٹرول سرکٹ پیزو الیکٹرک عناصر پر دو چینل سینوسائڈل یا مربع لہر کا اطلاق کرتا ہے جو تھریڈڈ ٹیوب کی موڑنے والی گونج تعدد سے میل کھاتا ہے-عام طور پر 40 کلو ہرٹز سے 200 کلو ہرٹز کی الٹراسونک تعدد۔ اس سے مداری حرکت پیدا ہوتی ہے جو سکرو کو چلاتی ہے۔ ڈرائیو کی دوسری قسم، سکویگل موٹر، پیزو الیکٹرک عناصر کا استعمال کرتی ہے جو نٹ سے آرتھوگنلی طور پر جڑے ہوتے ہیں۔ ان کے الٹراسونک کمپن مرکزی لیڈ سکرو کو گھومتے ہیں۔ سنگل ایکشن بہت آسان سنگل ایکشن اسٹیپنگ موٹرز پیزو الیکٹرک کرسٹل سے بنائے جا سکتے ہیں۔ مثال کے طور پر، ایک سخت اور سخت روٹر-اسپنڈل کے ساتھ جو ایک نرم مواد کی پتلی پرت (جیسے پولی یوریتھین ربڑ) کے ساتھ لیپت ہوتا ہے، اینگلڈ پیزو الیکٹرک ٹرانسڈیوسرز کا ایک سلسلہ ترتیب دیا جا سکتا ہے۔ (شکل دیکھیں۔ 2)۔ جب کنٹرول سرکٹ ٹرانسڈیوسرز کے ایک گروپ کو متحرک کرتا ہے، تو وہ روٹر کو ایک قدم آگے بڑھاتے ہیں۔ یہ ڈیزائن زیادہ پیچیدہ ڈیزائنوں کی طرح چھوٹے یا درست اقدامات نہیں کر سکتا، لیکن تیز رفتار تک پہنچ سکتا ہے اور تیار کرنے کے لیے سستا ہے۔ پیٹنٹ کمپن سے چلنے والی موٹر کو ظاہر کرنے والا پہلا امریکی پیٹنٹ "وائبریٹری انرجی فراہم کرنے کا طریقہ اور آلات" (یو ایس پیٹ) ہو سکتا ہے۔ نہیں۔ 3,184,842، ماروپس، 1965)۔ ماروپس پیٹنٹ ایک "کمپن کرنے والے آلات" کی وضاحت کرتا ہے جس میں گونجنے والے جوڑے کے عنصر میں طول البلد کمپن کو ٹورائڈ قسم کے گونجنے والے ٹرمینل عنصر میں ٹورسنل کمپن میں تبدیل کیا جاتا ہے۔ پہلے عملی پیزوموٹرز کو وی لاورنینکو نے پیزو الیکٹرانک لیبارٹری میں ڈیزائن اور تیار کیا تھا، جس کا آغاز 1964 میں کیو پولی ٹیکنک انسٹی ٹیوٹ، یو ایس ایس آر میں ہوا تھا۔ اس ٹیکنالوجی کی ابتدائی ترقی میں دیگر اہم پیٹنٹ میں شامل ہیں: "الیکٹریکل موٹر"، وی۔ لاورنینکو، ایم۔ نیکراسوف، پیٹنٹ یو ایس ایس آر #217509، ترجیح 10 مئی 1965۔ "پیزو الیکٹرک موٹر ڈھانچے" (یو۔ ایس۔ پیٹ۔ نہیں۔ 4,019,073، وشنیوسکی، اور دیگر، 1977) "پیزو الیکٹرک سے چلنے والی ٹورسنل کمپن موٹر" (یو ایس پیٹ۔ نہیں۔ 4,210,837، واسیلیو، اور دیگر۔، 1980) الٹراسونک موٹر الٹراسونک موٹر ڈرائیو بھی دیکھیں جیسا کہ کینن ای ایف ماؤنٹ الٹراسونک ہوموجینائزر حوالہ جات الیکٹرک موٹرز میں استعمال ہوتا ہے۔