三稳态压电-电磁复合能量采集器性能研究

为了提高双稳态压电电磁复合能量采集器(BPEEH)的能量转换性能和转换效率,该文在典型BPEEH的基础上,提出了一种新颖的三稳态压电电磁复合能量采集器(TPEEH)。与传统的BPEEH相比,其兼有一个新颖的电磁发电装置,进一步构成三稳态系统。该文通过对TPEEH结构装置建立数学模型,进行了数值分析,并得到该采集器系统的势能变化函数。在此基础上,通过实验验证了外界激励频率、磁铁间距及电路负载电阻对该采集器输出电压和功率的影响。实验结果表明,当磁距为16 mm,外部磁间距为26 mm,外部激励频率为10.2 Hz时,TPEEH采集器有最大的输出电压(为6.3489 V),同时在外部负载电阻为500Ω时,采集器获得最大输出功率(为0.08 W)。与传统的BPEEH采集器相比,TPEEH采集器的采集谐振频率低,采集频带宽,输出电压和功率高,从而提高了能量转换性能和效率。