Принципи та методи розрахунку передавальних характеристик дискових п'єзоелектричних трансформаторів Частина 2. Методика розрахунку параметрів і характеристик найпростішого дискового п'єзоелектричного трансформатора

За допомогою персонального комп'ютера можна за кілька годин змоделювати безліч комбінацій геометричних, фізичних і механічних параметрів конкретної конструкції п'єзоелектричного трансформатора і знайти таку їх комбінацію, яка забезпечує реалізацію в пристрої заданих параметрів. Це дозволяє різко скоротити кількість натурних експериментів, які неминуче проводяться в процесі розробки нових пристроїв. Крім того, за допомогою математичної моделі легко визначити чутливість характеристик п'єзоелектричного трансформатора до варіацій параметрів елементів його конструкції. Маючи доступ до цих залежностей, можна здійснити раціональний вибір технології виготовлення виробів, тобто вибрати найменш затратну технологію з ряду можливих. Таким чином, якісна математична модель дозволяє значно скоротити час і витрати на розробку нових моделей п'єзоелектричних трансформаторів. Саме ці досить очевидні обставини спонукали і спонукають фахівців розвивати різні аспекти теорії п'єзоелектричних трансформаторів. У більшості робіт описані методи побудови моделей п'єзоелектричних трансформаторів здебільшого базуються на використанні еквівалентних електричних схем, що не дозволяє аналізувати напружено-деформований стан твердих тіл з п'єзоелектричними ефектами. На даний час відсутні надійні та обґрунтовані методи побудови математичних моделей п'єзоелектричних трансформаторів, які могли б бути використані як теоретична основа для розрахунку характеристик і параметрів цього класу функціональних елементів сучасної п'єзоелектроніки. У роботі побудовано математичну модель найпростішого дискового трансформатора. При побудові та подальшому дослідженні математичної моделі встановлено наступні факти: дисковий п'єзоелектричний трансформатор є функціональним елементом п'єзоелектроніки з від'ємним зворотним зв'язком; для первинної оцінки частот максимальних значень коефіцієнта трансформації можуть бути використані результати розрахунку частот електромеханічних резонансів радіально коливного п'єзокерамічного диска; абсолютні значення коефіцієнта трансформації суттєво залежать від значень електричного опору навантаження; абсолютні значення коефіцієнта трансформації суттєво залежать від значень електричного опору навантаження