基于电磁感应和压电效应复合的变压器振动能量收集研究

作者：吕品雷; 王子乔; 杨爱军^*; 袁欢; 褚继峰; 王小华; 荣命哲

来源：高压电器, 2023, 59(12): 145-151.

DOI：10.13296/j.1001-1609.hva.2023.12.017

• 振动能量收集
• 压电效应
• 电磁感应
• 变压器
• 100 Hz

如何给海量传感器供能是电力物联网建设亟待解决的问题，能量收集技术为解决该问题提供了一种可行方案。变压器在工频磁场的作用下广泛存在主频为100 Hz的振动能量，但一直缺乏有效的收集方式。文中采用悬臂梁谐振结构，设计制作了电磁感应与压电效应复合的振动能量收集器；测试了所制作能量收集器的频率响应特性，器件谐振频率为100 Hz，压电部分与电磁部分的3 dB频带宽度分别为4.1 Hz与2.0 Hz；在100 Hz/5 m·s-2的振动条件下，压电部分与电磁部分的开路电压分别为44.98、6.85 V，最大输出功率28.17 mW，且可以在300 s内将100 mF电容充电至3.81 V。在实验室模拟条件及变压器现场测试条件下，测试了能量收集器的应用前景，所制作能量收集器通过收集变压器工作时外壳的振动能量，可以带动温湿度传感器件工作。

• 单位
  电力设备电气绝缘国家重点实验室; 西安交通大学