压电振动能量收集器的建模与响应分析

• 作者: 冯逸亭 刘文光 方孟翔 吴兴意 高铭阳 陈红霞
• 来源期刊: 压电与声光
• 学科: 工学
• 关键词: 压电 能量收集器 机电耦合模型 电学响应 阻抗匹配
• 年，卷（期）: 2022,（1）
• 页码范围: 62-67
• 页数: 6页
• 分类号: TN384|TM22
• 语种: 中文
• DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2022.01.012

摘要

以多方向压电振动能量收集器为对象,建立系统的简化机电耦合动力学模型.利用COMSOL软件构建能量收集装置的有限元模型,分析了系统的振动模态,讨论了系统不同结构参数对其电压频域响应及负载功率阻抗匹配的影响.引入非线性磁力,探究了不同磁间距对电学响应的作用.结果表明,能量收集器在y方向1g(g=9.8 m/s2)加速度载荷激励下,负载电压和负载功率峰值分别达到37 V、6.9 mW,减少压电陶瓷、弹簧基底厚度及增加附加质量块的质量有利于能量收集,并且能量收集装置在磁力作用下具有自主调谐功能,增强了环境适应性.