基于抗磁悬浮的电磁感应式气流能量采集器

• 作者: 巩启 聂惠娟 苏宇锋
• 来源期刊: 微纳电子技术
• 学科: 工学
• 关键词: 能量采集器 抗磁悬浮 永磁铁转子 气流驱动 有限元分析(FEA)
• 年，卷（期）: 2020,（2）
• 所属期刊栏目: MSMS与传感器
• 页码范围: 130-135
• 页数: 6页
• 分类号: TH703|TM919
• 语种: 中文
• DOI: 10.13250/j.cnki.wndz.2020.02.007

摘要

提出了一种基于抗磁悬浮技术的气流能量采集器,其由提升磁体、上热解石墨板、永磁体转子、针孔喷嘴和下热解石墨板构成.利用有限元软件COMSOL对能量采集器的磁场和流场进行模拟分析,同时使用ANSYS对线圈中的感应电压进行模拟分析,对所提出的气流能量采集器的悬浮特性、旋转特性和输出特性加以研究.实验中由于永磁铁转子受到重力和提升磁体施加在转子的磁吸引力以及热解石墨板的抗磁力,永磁铁转子受力平衡并自由悬浮于两个热解石墨板中间,在两个水平对称布置的喷嘴气流作用下旋转.通过理论分析,模拟和实验研究了能量采集器的输出特性,输出电压与能量采集器的气流之间的关系是二次函数,输出电压与转子转速之间的关系是线性函数.结果 表明,当气体体积流量为2 748 cm3/min时,能量采集器的最大输出电压为3V,最大输出功率为55.8 mW,悬浮转子最大转速可达20 000 r/min.当气体体积流量达到质量流量控制器的最大值时,能量采集器的输出电压仍然根据二次函数的趋势上升.由于实验中质量流量控制器的量程限制,此时的最大输出电压并不是气流能量采集器的输出电压上限.通过降低气流能量采集器各部件之间的机械摩擦,能够有效收集气流能量.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	苏宇锋	郑州大学机械与动力工程学院	36	162	8.0	11.0
2	聂惠娟	郑州大学机械与动力工程学院	10	59	4.0	7.0
3	巩启	郑州大学机械与动力工程学院	2	0	0.0	0.0