1-7회 초음파 진동자 모델링 및 해석

PIEZOELECTRIC TRANSDUCERS MODELING AND CHARACTERIZATION
Author: Miodrag Prokic / Published 2004 in Switzerland by MPI

위의 자료(책)가 초음파 진동자를 이해하기가 좋은 자료인 것 같아 관심있는 지인들과 함께 공부 할 요량으로 번역을 해봤습니다. 많은 오역이 존재 할 수 있다는 것을 사전에 밝힙니다. 이 점을 참고하시고 보시기 바랍니다.

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이미 확립된 일괄 파라메터 모델링의 틀에서 컨버터의 고조파(더 높은 공진주파수)에 대해 설명을 계속한다. [그림 10-a]와 [그림 10-b]는 직렬과 병렬 연결의 기본 공진회로의 구성으로 다양한 회로의 가능성이 제시 되었다. [그림 10-a]는 제 1 공진모드의 직접적인 저항성 부하(단순화된)를 나타낸다.

[그림 10-a] 음향적이나 기계적인 부하가 없는 컨버터 모델링에 유효한
고조파를 포함한 이중회로 컨버터 모델링

단일 공진모드 부하[그림 10-a]를 등가변환 시키면 변압기의 유도결합 형태로 표시할 수 있다. 여기서 변압기의 2차 측에 RL이 배치되며, 1차 측에는 컨버터(진동자) 운동 인덕턴스와 직렬로 다른 변압기의 운동 인덕턴스와 유도 결합의 조합을 만들 수 있다. 위에 언급된 “변압기의 유도 결합 옵션”의 대부분은 [그림 10-a]에서 [그림 10-e]까지 모든 부하 상황과 등가회로 모델의 가장 편리한 형태로 구현 할 수 있다.

앞서 설명한 모든 모델링을 포괄하는 [그림 10-a]의 경우보다 다양한 부하 상황의 고조파를 가진 이중 컨버터 모델의 훨씬 일반적인 예가 [그림 10-b]과 같이 제시된다. 가능한 모든 기계적 부하 상황[그림 10-b]은 (1), (2), (3), (4)로 표시된 이중 부하 임피던스로 표시되었다.

[그림 10-b] 고조파와 기타 다른 부하를 포함한 이중회로 컨버터 모델링
(여기서는 부하를 전기적 임피던스(1), (2), (3), (4)로 표시)

예를 들어 [그림 10-b]에서 위쪽 컨버터 모델의 부하(1)이 출력 단자에 연결되면 컨버터는 무부하 작동 상태가 되며, 이를 컨버터(진동자) 공진 상태라고 한다. 여기에 부하(2)가 연결되면, 이는 저항성 기계적 부하의 경우이다. 부하(3)도 연결되면, 단일 공진주파수 혼(소노트로드) 또는 부스터와 유사한 단순 기계적 공진 상태이다. 부하(4)는 임의의 복잡한 기계적 임피던스의 가장 일반적인 경우를 나타낸다.

[그림 10-b]의 아래쪽은 이미 설명한 위쪽과 같으며, 단 부하(1)은 실제로 아무것도 연결되지 않은 개방 상태가 컨버터의 무부하 상태로, 이 상태가 컨버터의 공진 상태이다. 부하(2), (3), (4) 위쪽 컨버터 모델의 설명과 같다.