风向自适应型涡激振动压电俘能器的试验研究

作者：侯成伟; 单小彪^*; 宋汝君; 谢涛

来源：机械工程学报, 2022, 58(20): 120-127.

• 自适应
• 涡激振动
• 压电
• 俘能
• 风能

风能在自然界中是一种储量丰富、可持续利用的清洁能源。利用压电俘能器将风能转换为电能代替传统化学电池为低功耗电子设备持续供电已经获得了国内外学术和工业领域的认可。针对自然环境中风场的风向和速度时变特点，提出一种新颖的风向自适应型涡激振动压电俘能器。本俘能器可以根据风向的变化，自主调节迎风角度，从而使得俘能器能够在不同方向来风激励时拥有良好的输出性能。其主要由两个L型压电俘能梁、轴承底座、旋转固定座、导向翼等部分组成。通过搭建的小型风洞测试系统，对俘能器样机进行了测试和分析：受不同方向来风激励时，俘能器的输出功率绝对积分面积的平均相对偏差不大于6.1%；俘能器的风向自适应开启状态相对关闭状态，两个压电俘能梁的输出功率绝对积分面积平均值分别提升了468.2%和492.3%。自适应型压电俘能器的研究结果对提高俘能器的环境适应能力和增强输出性能有良好的参考价值。

• 单位
  机器人技术与系统国家重点实验室; 哈尔滨工业大学; 山东理工大学