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采用复合磁电换能器的振动能量采集器研究
  • 期刊名称:传感技术学报
  • 时间:0
  • 页码:1243-1248
  • 分类:TP212.1[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
  • 作者机构:[1]重庆大学光电工程学院光电技术及系统教育部重点实验室,重庆400030
  • 相关基金:国家高技术研究发展计划资助项目(863项目)资助(2006AA04Z337);国家自然科学基金重点项目资助(50830202)
  • 相关项目:自供电智能传感器基础及关键技术研究
中文摘要:

采用Terfenol—D/PZT/Terfenol—D复合磁电换能器,设计了一种新型振动能量采集器。采集器由悬臂梁、磁电换能器和永磁体三部分组成,环境振动引起换能器与永磁体相对运动,使得作用到换能器的磁场变化,变化的磁场引起Terfenol-D产生应变,应变传递到PZT得到电输出。采用等效磁荷理论分析了影响换能器与永磁体相对运动的磁场力;并用林滋泰德-庞加莱法分析了永磁体的非线性运动情况。实验结果表明,在振动激励频率为33Hz,加速度为0.5gn时,输出电压峰峰值45.1V,输出功率112.1μW。

英文摘要:

A vibration energy harvester is designed, fabricated and characterized, which is based on a Terfenol-D/PZT/Terfenol-D composite transducer. The harvester comprises a cantilever, a transducer and magnets. External vibration induces relative motion between the transducer and magnets. The relative motion causes the magnetic field to change in Terfenol-D. The changing magnetic field will generate stress in the transducer. The transducer generates voltage output. The magnetic force between the transducer and magnets is analyzed based on the theory of equivalent magnetic charge, and then the motion of mass is ana- lyzed with Linzted-Poincar method. Experimental results show that an output voltage of 45.1 V and an average power of 112. 1μW are achieved responding to vibration of 0.5gn acceleration at 33 Hz.

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