自适应宽频振动压电电磁复合发电系统分析
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国家自然科学基金资助项目(51105234);中国博士后科学基金资助项目(2015M582113);山东省科技发展计划基金资助项目(2013YD04018);青岛市黄岛区科技项目小微企业发展和孵化器专项基金资助项目(20141107)和应用研究与公共卫生专项基金资助项目(2014142);山东省高等学校优秀中青年骨干教师国际合作培养基金资助项目;青岛市博士后基金资助项目

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Analysis of SelfAdaptive Hybrid Broadband PiezoelectricElectromagnetic Power Generation System
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    摘要:

    为提高微型环境振动能量收集微电源能量转换效率,采用一对磁极产生的磁力自动调节拾振系统刚度,实现系统固有频率与环境振动频率相匹配的自适应压电电磁复合宽频发电系统,同时增强电磁发电系统磁力线密度。该文研究了系统磁力对压电悬臂梁刚度的影响因素,确立自适应宽频系统的理论模型。压电电磁宽频发电数值计算结果表明,未施加磁力调节时,环境振动频率偏离系统固有频率47 Hz时输出功率急剧降低;施加自适应磁力调节后,发电系统可调固有频率范围为42~51 Hz,最大输出功率范围6~10 mW,拓宽拾振频带。

    Abstract:

    The cantilever stiffness will automatically adjust with the magnetic force from a pair of permanent magnets to adapt the environment vibration frequency. The new micro hybrid energy harvesting generator will extend the bandwidth and improve the energy conversion efficiency. At the same time, the pair of permanent magnets can enhance the magnetic flux density for the electromagnetic power system. The theoretical model of adaptive broadband system is establised and the effect of the magnetic force of the system on the piezoelectric cantilever stiffness is studied. The numerical calculation results show that the output power drops tremendously without applying the magnetic adjustment when the environment vibration frequency shifts away from 47 Hz of the natural frequency of harvesting system. However,the resonance frequency expands from 42 Hz to 51 Hz with the magnetic adjustment. Meanwhile, the output power maintains the higher value of 6~10 mW.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

杜小振,张龙波,朱文斗,张燕.自适应宽频振动压电电磁复合发电系统分析[J].压电与声光,2016,38(5):735-739. DU Xiaozhen, ZHANG Longbo, ZHU Wendou, ZHANG Yan. Analysis of SelfAdaptive Hybrid Broadband PiezoelectricElectromagnetic Power Generation System[J]. PIEZOELECTRICS AND ACOUSTOOPTICS

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  • 在线发布日期: 2016-10-18
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