中间梁方式下压电式能量采集器发电性能研究

作者：闫晓东; 周公博^*

来源：电子学报, 2022, 50(02): 404-414.

• 压电式能量采集器
• 发电性能
• 悬臂梁固定方式
• 中间梁固定方式
• 相交频带

压电式能量采集器（Piezoelectric Energy Harvester,PEH）固定方式的改变会直接影响其发电性能，而传统悬臂梁固定方式（Cantilever Beam Fixed Mode,CBFM）调频范围窄且发电性能较差.为了使PEH的发电性能最大化，提出了一种适用于任意尺寸压电片的中间梁固定方式（Intermediate Beam Fixed Mode,IBFM）.同时，通过仿真和实验的方法研究了添加不同质量块后CBFM和IBFM两种固定方式的发电性能.结果表明，在相交频带处，与CBFM相比，采用IBFM后，PEH在单位加速度条件下最大开路电压和发电功率分别平均提升了95.19%和205.88%.此外，机电耦合系数（Electromechanical coupling coefficient,EMCC）平均提升了11.60%.因此，所提出的方法可以为PEH在不同频段处固定方式的选择提供指导.

• 单位
  机电工程学院; 中国矿业大学; 中国矿业大学（北京）