Pjezoelektrinis variklis yra įtaisas, sukuriantis judesį, kai elektrinis laukas sukuria judėjimą tam tikruose kristaluose ar dirbtinėse medžiagose. Pirmą kartą pjezoelektra buvo įrodyta 1880-aisiais, kai buvo atrasta, kad kvarco kristalai sukuria elektros srovę, kai įtempti juos atsitrenkdami ar suspaudę. Šis efektas yra priešingas pjezoelektrinio variklio galiai, kai elektra naudojama judėjimui iš medžiagos, jautrios elektriniam laukui, sukurti.
Šių variklių poreikis išaugo XX amžiaus pabaigoje, didėjant miniatiūrizavimo poreikiui. Standartiniai elektros varikliai turi minimalią praktinę ribą, žemiau kurios jie negali veikti patikimai. Pjezoelektrinis variklis gali būti pagamintas miniatiūriniu masteliu, užtikrina tikslų judėjimą labai mažais žingsneliais ir sunaudoja labai mažai galios darbo ar ramybės būsenoje.
Pjezo variklyje yra labai mažai dalių. Aukšto dažnio osciliatorius suteikia dažnį, kuris sužadina pjezoelektrinę medžiagą. Ši medžiaga pakeis formą dėl savo kristalų savybių. Dėl susidariusio judėjimo medžiaga liečiasi su slydikliu arba voleliu.
Slankiklis arba volelis yra padengtas minkšta guma arba polimeru, vadinamu frikciniu sluoksniu, kuris leidžia pjezoelektrinei medžiagai ją sugriebti ir perkelti. Kiekvieną kartą, kai generatorius sukuria dažnio impulsą, medžiaga sužadinama ir juda. Tai sukelia slydimo arba ritinėlio judėjimą.
Pjezoelektrinis variklis išnaudoja šį efektą greitai įjungdamas ir išjungdamas virpesių dažnį. Kiekvienas impulsas sukuria nedidelį, bet aiškiai apibrėžtą pjezo medžiagos judėjimą, o greiti dažnio ciklai sukuria nuolatinį judėjimą. Slankikliai gali pakeisti rotorius pirmyn ir atgal judėjimui, kuris gali veikti kaip jungiklis.
Didžiausias šių variklių privalumas buvo miniatiūrizavimas. Taip pat yra ir kitų privalumų, įskaitant mažą galios poreikį ir mažą priežiūros poreikį. Pjezoelektrinis variklis taip pat yra santykinai neveikiamas magnetinių ir elektrinių trukdžių, nes kristalų struktūrai reikalingi specifiniai dažniai, kad būtų sukurtas judėjimas.
Natūralūs kristalai, įskaitant kvarcą ir turmaliną, gali suteikti pjezoelektrinių savybių. Dažniausiai naudojama keramika iš titano ir kitų mineralų. Kai kurie polimerai, pagrįsti fluoropolimerų technologija, taip pat gali turėti pjezoelektrinių savybių.
Standartinis elektros variklis gali užtikrinti didelį greitį su mažu sukimo momentu, sukimo jėga, kuri sukelia sukimąsi. Kita vertus, pjezo varikliai veikia mažesniu greičiu, tačiau turi didelį sukimo momentą, atitinkantį jų dydį. Be to, jie gali užtikrinti labai tikslius judesius, neįmanomus naudojant elektros variklius. Galimybė miniatiūrizuoti iki nanoskalės arba mikroskopinio dydžio leidžia juos naudoti įvairiose medicinos, pramonės ir vartotojų srityse.