基于行车风压的谐振腔式压电俘能器研究

论文摘要

针对汽车行驶过程中车载传感器需要持续稳定的供能需求,设计一种以谐振腔结构为主体,扰流圆柱与亥姆霍兹谐振腔为辅助的压电俘能器。为研究俘能器的发电性能,设计其最佳结构,建立流固电耦合仿真模型。仿真时,根据实际风压分布,将风压载荷分区加载到压电发电模块。仿真分析结果表明,基板与压电陶瓷的厚度比对压电悬臂梁的输出电压和固有频率有影响,最佳厚度比为1.25;基板与主腔体间间隙、扰流圆柱直径、亥姆霍兹谐振腔皆存在最佳尺寸参数使压电俘能器发电性能达到最佳;负载电阻在400～600 kΩ内时,可获得最佳的输出功率;风速为15 m/s时,最大输出功率为37.3 mW。

论文目录

• 0 引言
• 1 压电俘能器结构及工作原理
•   1.1 压电俘能器结构
•   1.2 行车风压压电发电原理
• 2 风场中压电悬臂梁表面风压分布研究
• 3 压电俘能器发电性能影响因素分析
•   3.1 压电悬臂梁结构参数对俘能器发电性能影响
•   3.2 压电悬臂梁的负载阻抗匹配
•   3.3 压电俘能器结构参数对其发电性能影响
•     1) 基板与主腔体间隙。
•     2) 扰流圆柱直径尺寸。
•     3) 亥姆霍兹谐振腔结构参数。
• 4 压电俘能器发电性能评估
• 5 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 李霞,刘强,张伟伟,张三川

关键词: 压电俘能器,固有频率,负载电阻,输出功率,流固电耦合

来源: 压电与声光 2019年04期

年度: 2019

分类: 信息科技,工程科技Ⅱ辑

专业: 电力工业

单位: 郑州大学机械工程学院

基金: 国家自然科学基金资助项目(51107121)

分类号: TM619

页码: 546-551+556

总页数: 7

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