Print

基于等效电路法的变三角截面驰振压电能量收集研究

论文摘要

随着能源危机的逐渐加剧,人们对压电俘能器研究的投入也与日俱增,目前常见的研究压电俘能器的模拟方法只能研究其接入简单的单一电阻负载电路时的性能,且不能解决压电俘能器的高强度直流电路耦合问题.因此,论文借助二阶范德波尔控制方程将压电俘能器的主要部件等效为电子元件,进而基于等效电路法建立了与变三角截面驰振压电振动俘能器相对应的等效电路模型.借助风洞实验验证了所建立的等效电路模型的准确性.采用该模型研究了外接电路,钝体顶角,外接电阻和来流速度对变三角截面驰振压电俘能器输出电压,输出功率和响应位移的影响,结果表明,随着电阻的增大,输出电压逐渐增大且增长率逐渐减小.交直流电路的最佳负载分别为1.05 MΩ和1.4 MΩ,当风速为7.03 m/s,钝体顶角为90°时,交直流电路输出电压和输出功率的峰值分别为41.34 V,0.974 mW和50.8 V,0.616 mW.随着钝体顶角的增大,输出电压,输出功率和响应位移均逐渐增大且增大的速度逐渐减小.等效电路模型可以高效,准确地对不同结构参数下和外界电路下的压电振动俘能器的输出功率,输出电压,响应位移及其影响因素进行研究,所提出的等效电路模型于加快对压电振动俘能器的研究与推广应用具有一定意义.

论文目录

  • 0 引言
  • 1 理论模型
  •   1.1 数学模型
  •   1.2 等效电路模型
  • 2 实验验证
  • 3 压电振动俘能器的性能研究
  •   3.1 交流电路分析
  •   3.2 直流电路分析
  •   3.3 不同俘能器的对比
  • 4 结论

    • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 王定标,苏震,史兆臣,李国平,王军雷

    关键词: 等效电路,变三角截面,驰振,压电能量收集

    来源: 固体力学学报 2019年05期

    年度: 2019

    分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

    专业: 电力工业

    单位: 郑州大学化工与能源学院

    基金: 国家自然科学基金面上基金（21576245）,国家自然科学基金青年基金项目（51606171）资助

    分类号: TM619

    DOI: 10.19636/j.cnki.cjsm42-1250/o3.2019.019

    页码: 441-450

    总页数: 10

    文件大小: 4834K

    下载量: 196

    相关论文文献

    本文来源: https://www.lunwen66.cn/article/b57c51c21332a421e65c6105.html