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题名双涡旋平面弹簧非线性电磁式俘能器设计
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作者
韦永祥
陈仲生
陈志文
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机构
湖南工业大学电气与信息工程学院
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出处
《电工电气》
2023年第8期1-5,29,共6页
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基金
国家自然科学基金项目(51577189)。
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文摘
针对线性电磁式振动俘能装置具有固有频率高、工作频带窄、俘能效率低等问题,设计了一种双涡旋平面弹簧结构的非线性电磁式俘能器。利用有限元仿真分析几何参数对双涡旋平面弹簧的影响,以确定最佳几何弹簧结构;建立俘能器理论模型并分析了发电机理。数值仿真和实验测试结果表明:双涡旋平面弹簧随着激励的增加,会从线性到非线性特性变化;当激励大小为1g时,俘能器开路电压可达5 V左右,最大输出功率为18 mW,工作频带为5 Hz左右。相对于其他振动俘能器,该俘能器更适用于低频带振动能量收集,在无线传感器网络的供电系统中具有更好的应用前景。
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关键词
电磁式振动俘能
平面弹簧
非线性
宽频带
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Keywords
electromagnetic vibration energy harvesting
planar spring
nonlinear
broadband
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分类号
TM916
[电气工程—电力电子与电力传动]
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题名多稳态电磁俘能系统的非线性动力学实验研究
被引量：2
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作者
高鸣源
李守太
孙玉华
吴飞
代俊
王平
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机构
西南大学工程技术学院
西南大学智能传动和控制技术国家地方联合工程实验室
重庆大学机械与运输工程学院
北京理工大学机电学院
西南交通大学土木工程学院
西南交通大学高速铁路线路工程教育部重点实验室
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出处
《振动工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2021年第4期775-781,共7页
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基金
国家自然科学基金资助项目(52008343,51975046)
重庆市科技局纵向项目(cstc2019jscx-gksb0281)。
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文摘
为克服共振式俘能器工作频带窄和压电式俘能器输出电流低等问题,设计了多稳态电磁式振动俘能系统。建立了系统的分数阶阻尼模型,通过实验揭示了多稳态电磁俘能系统的动态分岔、势能阱逃逸、高能态轨道和混沌运动等非线性行为。结果表明:采用庞加莱截面频闪采样算法和分岔图可有效刻画系统的非线性振动特性;利用多稳态电磁式俘能系统的非线性振动特性可显著增加输出电流并拓宽系统的有效工作频带。
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关键词
非线性振动
振动俘能
多稳态电磁式俘能系统
混沌
分岔
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Keywords
nonlinear vibration
energy harvesting
multi-stable electromagnetic energy harvesting system
chaos
bifurcation
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分类号
O322
[理学—一般力学与力学基础]
TM91
[电气工程—电力电子与电力传动]
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题名压电-电磁复合振动俘能器的耦合负载特性及俘能性能
被引量：5
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作者
张振振
娄军强
贾振
任枭荣
王涛
魏燕定
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机构
宁波大学机械工程与力学学院
浙江大学浙江省先进制造技术重点实验室
国网浙江省电力有限公司绍兴供电公司
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出处
《振动工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2020年第3期459-466,共8页
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基金
国家自然科学基金资助项目(51505238,51805276,61703217)
浙江省自然科学基金资助项目(LY20E050007)
宁波市自然科学基金资助项目(2019A610112)
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文摘
基于环境振动的俘能装置作为自供能微电源可以有效避免对外部电源的依赖。提出了一种新型的两端固支式低频压电-电磁复合振动俘能装置。理论推导了复合俘能系统的耦合动力学模型及俘能性能方程。利用搭建的实验平台分别研究了单一压电式、单一电磁式以及复合俘能装置不同激励加速度、频率以及两个支路不同外接负载下的耦合负载特性及俘能性能。实验结果表明:在基础振动加速度0.5g,压电、电磁支路外接最佳匹配阻抗50kΩ和30Ω的条件下,压电俘能支路,电磁俘能支路以及复合俘能装置最大谐振俘能输出功率分别为1.05,7.18及8.23mW。与单一形式的俘能装置相比,提出的复合俘能器提高了俘能效率,并具有一定的宽频俘能特性。
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关键词
复合俘能装置
压电式俘能
电磁式俘能
振动俘能
负载特性
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Keywords
hybrid energy harvester
piezoelectric energy harvester
electromagnetic energy harvester
vibration based energy harvesting
load effect
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分类号
TN712.5
[电子电信—电路与系统]
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