磁力调控驰振压电-电磁复合俘能器设计与研究 |
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引用本文: | 李霞,许云威,刘本学,苏宇锋,田海港.磁力调控驰振压电-电磁复合俘能器设计与研究[J].压电与声光,2024(1):128-135. |
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作者姓名: | 李霞 许云威 刘本学 苏宇锋 田海港 |
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作者单位: | 郑州大学机械与动力工程学院 |
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基金项目: | 国家自然科学基金青年基金资助项目(52307253);;中国博士后科学基金特别资助(站前)(2023TQ0314);;河南省重点研发与推广专项(科技攻关)(232102221013); |
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摘 要: | 为避免驰振俘能器高流速下PZT损坏,使其能在复杂工作环境中具有稳定的输出特性,该文提出了一种利用磁力控制悬臂梁振动幅值的压电-电磁复合俘能器(GPEEH)。引入的非线性磁力可以调控钝体的振幅,提高驰振压电俘能器(PEH)的输出稳定性,改善其对高风速环境的适应性,且能够增加复合俘能器的输出电压。在搭建风洞实验平台和制作实验样机的基础上,研究不同负载电阻、风速、关键结构参数d0和d1对俘能器输出特性的影响规律。实验结果表明,当PEH钝体的振幅被磁力限制在一定区间时,钝体的振动频率和速度随着风速的升高而逐渐增加。风速为11.5 m/s时,PEH振动主频率(6.3 Hz)是风速为8.4 m/s时PEH振动主频率(4.3 Hz)的1.4倍。当风速为12 m/s, GPEEH的输出功率为6.18 mW,相较于单一驰振压电俘能器的输出功率提高了47%。其中当风速达到10.5 m/s时,PEH和电磁俘能器(EEH)的输出功率均趋于稳定。
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关 键 词: | 风致振动 压电俘能 电磁俘能 驰振复合俘能器 磁力调控 |
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