多对偶夹角开合式TENG的结构设计和发电性能分析

提出一种多对偶夹角开合式摩擦纳米发电机的结构设计,将多个极板进行圆周布置,使各极板与相邻极板均构成摩擦对偶,形成多对偶夹角开合式发电结构。利用COMSOL Multiphysics有限元仿真软件研究了该新型摩擦纳米发电机的电势分布、开路电压、电极电荷量等参数随极板极角或时间的变化规律。结果表明:1)单对极板的开路电压随两板间极角的增大而增大;2)N对“串联”极板的开路电压均值是单对极板开路电压均值的N倍;3)极板的电极电荷量随两板夹角增大而缓慢增大;4)极板的主体区域电势分布较为均匀,但在极板端部电势分布具有明显的边缘效应。