基于动态磁耦合的驰振能量收集器动力学分析

摘要：

为了提高能量收集系统在低风速下的能量收集效率,将动态磁铁非线性引入到驰振能量收集系统中.在悬臂梁的末端和底座上分别安装一对磁极相斥的磁铁,其中安装在底座上的磁铁与弹簧相连,可随着磁斥力的变化而垂直移动.首先,根据能量法建立了磁耦合驰振能量收集系统的多场耦合振动控制方程.其次,通过Runge-Kutta数值计算方法比较分析了低风速下动态磁耦合驰振能量收集系统(DM-GEH)和固定磁耦合驰振能量收集系统(FM-GEH)的电压输出.DM-GEH系统的切入风速提前了 81.82％,在1 m/s～5m/s风速范围内能量收集效率提高了 124.22％.最后,针对弹簧支撑刚度进行参数优化,提升了低风速下的能量收集效率.结果表明,通过改变磁铁支撑方式至弹性支撑将改变系统的振动频率并且降低切入风速,相较于弹簧刚度为1000N/m时,弹簧刚度为500 N/m时的系统的切入风速降低了 54.55％,能量收集效率提高了 15.35％.

关键词：双稳态、驰振、能量收集、动态磁力

所属期刊栏目：39

分类号：TM619;O326(发电、发电厂)

资助基金：国家自然科学基金;中国博士后基金资助项目;山西省应用研究基础计划资助项目;山西省高等学校科技创新资助项目;中北大学校基金资助项目;中北大学研究生校级科技立项资助项目;山西省回国留学人员科研资助项目

在线出版日期：2022-08-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：304-311