磁铁夹持式压电俘能器输出性能分析与试验

摘要：

为满足旋转机械监测系统的自供电需求,针对旋转式压电俘能器存在可靠性低和频带窄的问题,提出一种磁铁夹持式压电俘能器.利用MAPLE仿真软件建立了俘能器动态响应模型,通过仿真分析和试验研究得出了磁铁夹持具有调频的作用.研究结果表明:存在最佳转速使俘能器峰值电压最大,且谐振峰数及最佳转速随动磁铁数增多而减小;随着动磁铁数的增多,激振力的表现形式会由一般周期激励变为简谐激励,最后变为偏置的简谐激励;当动磁铁数为4时,改变中心距L和夹持间距D便可间接改变俘能器系统等效刚度,实现其谐振频率的调节:当L为0,2,4 mm时,俘能器出现最大峰值电压所对应的激励频率分别为46.4,38.4,31.2 Hz;当D为1,4,7 mm时,最大峰值电压所对应的激励频率分别为46.4,38,36 Hz,拓宽了俘能器的有效工作频带.此外,在动磁铁数为4,L为0,D为1 mm和转速为666 r/min时,存在最佳负载400 kΩ使俘能器输出功率达到1.3456 mW.

关键词：压电俘能器、旋磁激励、振动能量采集器、磁铁夹持、中心距、夹持间距

所属期刊栏目：32

分类号：TN384;TN712+.5(半导体技术)

资助基金：国家自然科学基金资助项目51877199,61574128,51377147,51577173;浙江省自然科学基金资助项目LY17F010004,LY16F010003;国家级大学生创新创业训练计划资助项目201810345037,201710345030

在线出版日期：2019-04-16（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：80-86