Побудова математичної моделі п'єзоелектричного трансформатора стрижневого типу

Abstract

The relevance of the use of various functional elements of piezoelectronics in power and informational systems is explained, first of all, by their high reliability, as well as small dimensions and weight, which greatly facilitates the solution of the problem of miniaturization of such systems. Currently, there are no reliable and valid methods of constructing of mathematical models of piezoelectric transformers, which could be used as a theoretical basis for characteristics and parameters calculating of this class of functional elements of modern piezoelectronics. The main result of this article can be fixed as follows: mathematical model of rod type piezoelectric transformer is obtained, the simplest construction of rod type piezoelectric transformer with a rectangular cross section is considered, expressions for calculating the transformation ratio and amplitude values of potentials on the electrodes of rod type piezoelectric transformer are defined.

Актуальність застосування різних функціональних елементів п'єзоелектроніки в силових та інформаційних системах пояснюється насамперед їх високою надійністю, а також малими габаритами та вагою, що значною мірою полегшує вирішення проблеми мініатюризації таких систем. В даний час існує потреба у створенні цілісної методики побудови математичних моделей п'єзоелектричних трансформаторів, яка могла б використовуватися як теоретична основа розрахунку їх характеристик та параметрів. У роботі побудовано математичну модель п'єзоелектричного трансформатора стрижневого типу, показано основні особливості математичного моделювання п'єзоелектричних трансформаторів, розглянуто найпростішу конструкцію трансформатора у вигляді призматичного стрижня з прямокутним поперечним перерізом, виготовленого з п'єзокераміки, визначено вирази для розрахунку коефіцієнта трансформації та амплітуд типу.