垂向动磁式压电振动能量收集器建模及实验研究

作者：芮小博; 李一博^*; 刘悦; 郑晓雷; 綦磊; 曾周末

来源：振动与冲击, 2020, 39(08): 215-221.

DOI：10.13465/j.cnki.jvs.2020.08.031

• 振动能量收集
• 压电
• 宽频带
• 磁铁

该研究展示了一种垂向动磁式压电振动能量收集器,利用垂向磁铁的非线性力改善了单一悬臂梁的收集性能;为了对该结构进行设计分析与参数优化,建立了集总参数理论模型,利用仿真对多种模式进行了研究。聚焦于低频排斥模式,利用实验开展进一步研究;使用铝合金与压电纤维材料MFC搭建了实验平台,并验证了系统的能量收集性能。实验结果表明,该结构能够有效优化能量收集性能,且在误差允许范围内,数值仿真可有效预测结构性质;基于仿真及实验,对结构中的磁铁间距及磁感应强度参数进行研究并进行了最优化,在最优化参数下带宽可提高40.6%,峰值功率可提高42.7%。

• 单位
  精密测试技术及仪器国家重点实验室; 北京卫星环境工程研究所; 天津大学