电磁式两自由度高效振动能量采集技术研究

• 作者: 吕殿利 吴丝竹 姚涛 张惠娟 王志华
• 来源期刊: 燕山大学学报
• 学科: 工学
• 关键词: 振动 能量采集 两自由度 磁场 电动势
• 年，卷（期）: 2020,（2）
• 所属期刊栏目: 电气工程
• 页码范围: 157-163
• 页数: 7页
• 分类号: TM313
• 字数: 4049字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1007-791X.2020.02.007

摘要

振动能量广泛存在,将其收集起来可以为用电设备供电.为提高振动能量的采集效率,本文提出一种新型振动能量采集装置,利用弹簧和单摆的两自由度模型,可将外界的单向振动转换为摆的摆动,避免由往复式直线运动惯性而造成的机械能损失,其中摆上嵌入永磁体作为动子.基于拉格朗日方程建立该装置的两自由度振动模型,再根据摆的角度和电磁感应定律建立输出电动势模型,其中磁场利用有限元法计算.基于模型的仿真结果表明,在幅值20 mm、频率10 Hz的正弦振动激励下小车的水平位移放大了3倍,动子最大摆动角度接近80°.将该装置在振动台上进行测试,输入激励为斯柯达轿车的市区公路振动加速度谱,测得的电动势平均有效值为8.47 V,其平均输出功率约为594 mW,可满足手机等电子设备的供电需求.