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静電アクチュエータの消費電力
今、大学でMEMSの授業をとっています。 静電気力を使ったアクチュエータは低消費電力と言われていますが、 実際にはどれぐらいの電流が流れて、どれぐらいの消費電力なのでしょうか？ Webで調べてもなかなか具体的な値が出てこないので教えてください。 また、もし理論的に式などで説明していただけると有難いです。
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- el156
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回答No.1
静電型にしても圧電型にしても、容量性のアクチュエータは駆動方法によって電力消費が大きく違ってきます。静電容量Cに電圧Vを充電するとその静電容量には(1/2)*QV = (1/2)*CV^2 (j)のエネルギーが蓄えられますが、電圧Vの定電圧電源からこの充電を行うとQV = CV^2 (j)を供給することになる為、半分が充電ロスになってしまいます。残ったエネルギーも単純に放電すれば全てロスになってしまい、電気ー機械変換に用いられるエネルギーはごく僅かです。消費電力(W=j/s)は充放電のエネルギーロス(j)に単位時間当たりの充放電回数(周波数=1/s)を掛け算すれば算出できます。消費電力が充放電の回数に比例する訳ですから、アクチュエータの動作が遅く動作頻度が低い場合には変形の維持に電流が必要な電磁型と比べて電力的に有利ともいえます。充電ロスを減らすにはインダクターを使って共振を利用した充電をする等の工夫が必要で、又放電時のロスを減らすには電力回生の工夫が必要です。駆動技術等について調べるには、特許庁の電子図書館を利用されては如何でしょうか。パテントマップガイダンスから「静電型」をキーワードにしてFターム検索するとそれらしい分類(Fターム5D021のCC00あたり)が出てきます。この中から興味のあるFタームを選んで「特許分類検索」で文献を探し読んでみるのも良いかと思います。
お礼
お礼が遅くなってしまいまして、すみませんでした。 「電気ー機械変換に用いられるエネルギーはごく僅か」ということですが、やはり具体的にどれぐらいというのは難しいようですね。 エネルギーロスを減らすために、いろいろと技術があるのですね。 まだまだ勉強が足りないようです。。。 提案をしていただきまして、有難うございました。