tipos de movimiento aplicando una tensión en dirección longitudinal o transversal para provocar un desplazamiento. La figura 2 compara elementos longitudinales, transversales y longitudinales apilados, mostrando la dirección del desplazamiento, y un elemento transversal bimorfo que produce un desplazamiento de flexión. El tipo de efecto longitudinal requiere un gran voltaje para obtener el desplazamiento porque el espacio entre los electrodos es largo. El tipo de efecto transversal puede reducir el voltaje porque el espacio entre los electrodos puede ser más corto que el tipo de efecto longitudinal, pero la cantidad de desplazamiento es menor porque se utiliza el desplazamiento en la dirección perpendicular a la dirección de polarización. El tipo apilado tiene un espaciado de electrodos corto y utiliza el desplazamiento en la dirección de polarización, por lo que el desplazamiento puede obtenerse con un voltaje bajo, pero existe el inconveniente de tener que apilar cada cerámica piezoeléctrica. Además, el tipo bimorfo puede obtener un gran desplazamiento con un bajo voltaje, pero como utiliza el desplazamiento en la dirección de flexión, no se puede obtener una gran fuerza generada, y hay un problema en la durabilidadde la conducción repetida. Los actuadores piezoeléctricos multicapa de disparo integral superan estos problemas haciendo que el espacio electromagnético, lo que puede simplificar el diseño del sistema, eliminar componentes de apantallamiento y filtrado de la lista de materiales y facilitar las pruebas de conformidad con la CEM (Compatibilidad Electromagnética). La gestión térmica también puede simplificarse en gran medida, ya que se genera un calor mínimo. La compacidad y el peso ligero son otras ventajas y los actuadores piezoeléctricos permiten un control preciso con alta resolución. La tabla compara los aspectos clave que deben tenerse en cuenta al diseñar con actuadores electromagnéticos y piezoeléctricos. Tabla 1. Comparación de los actuadores electromagnéticos y piezoeléctricos. entre los electrodos sea extremadamente fino, consiguiendo así un gran desplazamiento a un voltaje lo suficientemente bajo para su uso práctico. CARACTERÍSTICAS DEL ACTUADOR PIEZOELÉCTRICO En comparación con los actuadores electromagnéticos, como los pequeños motores eléctricos o solenoides que podrían utilizarse para crear movimientos controlados con precisión, los actuadores piezoeléctricos tienen una serie de ventajas. El tiempo de respuesta es extremadamente rápido. Además, el actuador no produce ruido MÉTRICA ACTUADOR ELECTROMAGNÉTICO ACTUADOR PIEZOELÉCTRICO Fuerza generada Fuerza electromagnética Componente sólido capaz de soportar una gran carga Desplazamiento Rango de mm o mayor Rango µm Precisión > 1 µm Precisión de posicionamiento Sub-1 µm Velocidad de respuesta >1 ms 0.1 – 1.0 ms Eficiencia Pérdida de bobinado Sin bobinado: baja potencia; EMI bajo/zero Principio de control Circuito complicado Control de tension simple y proporcional Tamaño Necesita espacio de bobinado Bajo perfil, sin bobinado Figura 2. Tipos de construcción del actuador piezoeléctrico. 51 COMPONENTES
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