磁耦合式压电振动发电机的试验与分析

作者：阚君武; 王凯; 王进; 张忠华^*; 费翔; 王淑云

来源：振动工程学报, 2022, 35(04): 887-894.

DOI：10.16385/j.cnki.issn.1004-4523.2022.04.012

• 磁耦合
• 组合换能器
• 间接激励
• 压电
• 振动发电机

为提高环境适应性和可靠性，提出一种基于组合换能器的磁耦合式压电振动发电机，该发电机由纵振的耦合器和横摆的组合换能器构成。建立了组合换能器和磁力的COMSOL有限元模型，并进行了仿真分析，获得了组合换能器簧片长度比、厚度比及磁铁间距对发电机输出性能的影响。在此基础上，选取较佳的结构参数(长度比为0.57、厚度比为2)，设计制作了样机并进行了试验测试，获得了激励磁铁和受激磁铁间横向距离Lx、纵向距离Ly、竖向距离Lz及负载电阻对发电机输出性能的影响规律。结果表明：激励频率f<20 Hz时，存在两个较佳谐振频率(由小到大分别记为fn1和fn2)，使输出电压出现峰值。谐振频率及其所对应的电压峰值均随Lx,Ly及Lz的变化而变化，故合理选择激励磁铁和受激磁铁间距可降低fn1、提高fn2及增大输出电压，有效提高发电机的带宽和环境适应性。存在最佳负载电阻使发电机输出功率达到最大，f=11 Hz,R=540 kΩ时所获得的最大输出功率达0.19 mW。

• 单位
  浙江师范大学