Piezoelektrische Inertialmassenaktoren

Piezoelektrische Aktoren sind gut geeignet zum Einsatz in aktiven Schwingungssystemen. Sie zeichne sich durch einen breiten Frequenzbereich, hohe Leistungsdichte und große erzielbare Kräfte aus. Piezoelektrische Aktoren können in zwei grundsätzlichen Konfigurationen eingesetzt werden. Im ersten Fall befindet sich der Aktor zwischen dem zu beruhigenden System und der Umgebung, an der er sich abstützt. In dieser Konfiguration muss der Aktor jedoch eine statische Last tragen. Außerdem ist es nicht immer möglich, eine Abstützung an einer festen Umgebung zu finden.

Inertialmassenaktor

In vielen Fällen ist die andere Konfiguration zielführender. Auch hierbei ist der Aktor mit dem System verbunden. Das andere Ende des Aktors ist jedoch mit einer sogenannten Inertialmasse verbunden. Diese Masse ist typischerweise ein kleines Stück Metall. Der Inertialmassenaktor kann die Inertialmasse frei bewegen. Jede Beschleunigung der Masse erfordert jedoch eine Kraft, welche letztlich am zu beruhigen System wirksam wird. Somit ist es möglich, auch ohne Abstützung an einer festen Umgebung an beliebiger Stelle Kräfte in das System einzuleiten.

Die maximale Kraft des Aktors hängt stark von der Frequenz des Kraftsignals ab. Ist der Aktor zwischen System und Umgebung angebracht, sind gerade bei niedrigen Frequenzen gute Leistungen möglich. Inertialmassenaktoren können erst ab ihrer Eigenfrequenz signifikante Kräfte stellen. Dafür weisen sie bei hohen Frequenzen die bessere Leistung auf. Die Leistung hängt in jedem Fall auch stark vom eingesetzten Leistungsverstärker ab, der den Stapelaktor ansteuert. Deshalb ist das genaue Verhalten von piezoelektrischen Inertialmassenaktoren von großem Interesse im Kontext der aktiven Schwingungsberuhigung.