Piezomotor opent autoramen

De Westduitse autofabrikant Daimler-Benz heeft een elektromotor ontwikkeld die geen bewegende delen heeft. De motor is gebaseerd op het piezo-elektrisch effect, het effect dat het meest bekend is van gas- en sigarettenaanstekers. Wanneer een piezo-elektrisch materiaal onder invloed van een uitwendige kracht wordt samengedrukt of uitgerekt, ontstaat er een spanningsverschil in dat materiaal. Omgekeerd is het mogelijk om dat materiaal van vorm te doen veranderen door er een spanning op te zetten.

Het hart van de nieuwe elektromotor is de stator: een vlakke schijf die aan een zijde bedekt is met V-vormige piezo-elektrische segmenten. Zet men de opeenvolgende segmenten even onder stroom, dan zetten die segmenten na elkaar uit. Over het vlak van de schijf beweegt dan een lopende golf van bobbels. Deze brengen hun zijwaartse beweging via wrijving over op een tweede schijf, de rotor, die tegen de stator is aangedrukt.

Door de snelheid van de stroomwisselingen te veranderen, kan men de snelheid van de bobbels en dus de draaiing van de rotor veranderen. Het voordeel van deze motor boven andere elektromotoren is dat het koppel bij lage snelheden niet afneemt. Ook bij zeer lage draaisnelheden kan er dus een grote kracht worden geleverd (New Scientist 14 juli, p. 29). Zeer cruciaal bij deze motor is het contact tussen de stator en de rotor. Dit contact is bepalend voor de efficientie van de overbrenging c.q. de energieverliezen die er optreden. Door de wrijving zullen de contactvlakken op den duur slijten. Het onderzoek bij Daimler-Benz is nu dan ook gericht op het zo goed mogelijk beheersen van de fysische processen die zich aan de contactvlakken afspelen. De precieze samenstelling van de piezokeramische segmenten (grotendeels bestaande uit loodzirkoontitanaat) wordt door de onderneming geheim gehouden, evenals die van de kunststoflaag op de rotor.

Volgens de onderneming levert de motor een vermogen tussen de 2 en 50 watt en kan het toerental van maximaal gelijkmatig tot nul worden teruggebracht. De levensduur van de eerste versie van de motor zou 15.000 uur bedragen. Alvorens de motor in produktie kan worden gebracht, zal men nog iets aan het probleem van de trillingen moeten doen. De onderneming wil de nieuwe motor het eerst gaan toepassen bij het openen en sluiten van de raampjes van Mercedessen, maar zij ziet in de toekomst nog talloze toepassingsmogelijkheden.