Резонансная характеристика МСП

МСП представляет собой электромеханическую резонансную систему, входное сопротивление которой зависит от частоты. В общем случае

, (2.56)

где R – активная составляющая;

x – реактивная составляющая входного сопротивления.

Зависимость Z_вх – от частоты изображена на рис.2.26.

Рисунок 2.26 - Резонансная характеристика МСП.

Вдали от резонансной частоты сопротивление изменяется незначительно, но вблизи от нее наблюдается резкое изменение реактивного и активно сопротивлений. На резонансной частоте имеет место максимум активного сопротивления R. Следовательно, активная мощность потребляемая на резонансной частоте максимальна:

(2.57)

Линии, соединяющие концы резонансных кривых, показывают изменение сопротивлений преобразователя x_э и R_э при отсутствии колебаний. Такую ситуацию можно реализовать, зажав МСП. При зажатом МСП его сопротивление имеет индуктивный характер (x_L=ωL) и плавно нарастает с ростом частоты.

Резонансные свойства МСП зависят от уровня и характера механической нагрузки. На рисунке показана зависимость электрической мощности преобразователя от частоты.

Рисунок 2.27 - Зависимость мощности потребляемой преобразователем
от частоты

1 – нагрузка в виде столба воды, 2 – без нагрузки.

Как видно из рисунка мощность МСП резко падает под нагрузкой. При этом под влиянием поля бьющейся массы происходит сдвиг резонансной частоты в сторону уменьшения.

При значительной величине технологической нагрузки на преобразователь для расчетов при проектировании целесообразно использовать экспериментальные зависимости амплитуды смещения под нагрузкой или амплитуды звукового давления в жидкости (при отсутствии кавитации) от приложенного электрического напряжения (мощности) возбуждения при различных токах подмагничивания.