直激式压电风能捕获器的性能分析与实验

【摘要】：提出一种由压电梁及其端部附加质量构成的直激式压电风能捕获器。在考虑了压电振子静平衡变形的基础上,根据涡激振动理论建立了柔性压电振子的自激振动理论模型并进行了仿真分析,获得了压电梁厚度比、附加质量及风速对其发电性能的影响规律。结果表明,存在最佳的压电梁厚度比使输出电压、电能及功率最大,电压/电能/功率所对应的最佳厚度比分别为0.5/0.65/0.65。其它参数确定时,存在最佳风速/附加质量使输出电压最大,且最佳风速随附加质量增加而降低、最佳质量随风速增加而降低。制作了风能捕获器样机并进行了试验测试,风速为4.8/7.2/10m/s时,对应的最佳附加质量及最大电压分别为15/11/7g和1.9/3.94/6.18V;风速为10m/s时,10g附加质量下的输出电压为0/20g附加质量下的4.1/1.2倍。结果证明根据实际风速范围确定合理的附加质量可提高发电能力。 【作者单位】： 浙江师范大学精密机械研究所;
【关键词】： 压电风能捕获器 直激式风能捕获器 风速 发电性能
【基金】：国家自然科学基金资助项目(No.61574128;No.51277166;No.51377147;No.51577173) 国家级大学生创新创业项目(No.201510345033)
【分类号】：TM61
【正文快照】： (Institute of Precision Machinery,Zhejiang Normal University,Jinhua321004,China)*Corresponding author,E-mail:jutwsy@163.com1引言为满足微功率电子产品及微小型远程传感监测的自供电需求,避免大量废弃电池对环境造成严重污染,国内外学者相继提出了基于静电、电磁、热

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