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旋转环境下的磁耦合双稳态能量俘获机理研究
1
作者
伍芷娴
王锁
+2 位作者
李支援
梅旭涛
周生喜
《振动工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2024年第6期964-975,共12页
环境中存在大量的旋转运动能量,可以使用能量俘获技术将其转换为可用的电能,进而为嵌入式设备和无线传感器提供持续稳定的电能,以解决传统化学电池供电带来的环境污染和维护成本高等问题。为了提高能量俘获系统在超低频(低于3 Hz)旋转...
环境中存在大量的旋转运动能量,可以使用能量俘获技术将其转换为可用的电能,进而为嵌入式设备和无线传感器提供持续稳定的电能,以解决传统化学电池供电带来的环境污染和维护成本高等问题。为了提高能量俘获系统在超低频(低于3 Hz)旋转环境中的能量俘获性能,本文提出一种具有低势垒特性的时变势阱磁耦合双稳态能量俘获系统。在充分考虑了离心效应影响的前提下,基于能量法和拉格朗日方程在旋转坐标系下推导了该系统的分布式参数机电耦合方程。通过建立该系统的磁力计算模型以分析磁间距和离心效应对系统势能阱及能量俘获特性的影响。数值仿真结果和实验结果均验证了与传统线性能量俘获系统相比,本文提出的时变势阱磁耦合双稳态能量俘获系统具有更宽的工作频率范围(0~2.67 Hz)和更高的输出电压(大于2 V)。
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关键词
旋转能量俘获
超低频
双稳态
时变势阱
低势垒
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职称材料
题名
旋转环境下的磁耦合双稳态能量俘获机理研究
1
作者
伍芷娴
王锁
李支援
梅旭涛
周生喜
机构
西北工业大学航空学院
西北工业大学深圳研究院
东京大学工学院
出处
《振动工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2024年第6期964-975,共12页
基金
国家自然科学基金资助项目(12072267)
深圳市基础研究面上项目(JCYJ20190806153615091)。
文摘
环境中存在大量的旋转运动能量,可以使用能量俘获技术将其转换为可用的电能,进而为嵌入式设备和无线传感器提供持续稳定的电能,以解决传统化学电池供电带来的环境污染和维护成本高等问题。为了提高能量俘获系统在超低频(低于3 Hz)旋转环境中的能量俘获性能,本文提出一种具有低势垒特性的时变势阱磁耦合双稳态能量俘获系统。在充分考虑了离心效应影响的前提下,基于能量法和拉格朗日方程在旋转坐标系下推导了该系统的分布式参数机电耦合方程。通过建立该系统的磁力计算模型以分析磁间距和离心效应对系统势能阱及能量俘获特性的影响。数值仿真结果和实验结果均验证了与传统线性能量俘获系统相比,本文提出的时变势阱磁耦合双稳态能量俘获系统具有更宽的工作频率范围(0~2.67 Hz)和更高的输出电压(大于2 V)。
关键词
旋转能量俘获
超低频
双稳态
时变势阱
低势垒
Keywords
rotational energy harvesting
ultra-low frequency
bistable state
time-varying potential well
low potential barrier
分类号
TN712.1 [电子电信—电路与系统]
O322 [理学—一般力学与力学基础]
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题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
旋转环境下的磁耦合双稳态能量俘获机理研究
伍芷娴
王锁
李支援
梅旭涛
周生喜
《振动工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2024
0
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