压电双晶连接形式对振动发电机力电输出特性的影响

摘要：

为了分析压电双晶体连接形式对振动发电机力电输出特性的影响,并有效改善发电机综合性能,考虑发电机机械端的力-电耦合与电路端的电-电耦合作用,利用压电本构方程建立了双晶压电悬臂式振动发电机的有限元分析动力学方程,利用ANSYS软件建立了相应的有限元机电耦合分析模型,对比分析了在相同外力激振条件下,压电双晶不同连接形式对发电机输出力特性(末端振动速度)和电特性(电压、电流和电输出功率)的影响.最后,对两种类型发电机的电输出功率进行优化分析,得到了压电双晶不同连接形式时发电机的优化负载电阻和最大输出功率.研究结果表明:串联型振动发电机的优化负载电阻是并联型发电机优化负载电阻的4倍;串联型发电机具有较大的输出电压,压电双晶并联型振动发电机具有较大的输出电流,但两者具有相同的最大输出功率.

关键词：压电双晶悬臂梁、有限元模型、振动发电机、连接形式、最优负载电阻

所属期刊栏目：20

分类号：TN712;TN751.2(基本电子电路)

资助基金：国家自然科学基金;浙江省自然科学基金;浙江省教育厅项目;浙江省高等学校优秀青年教师资助计划;浙江工商大学青年人才基金

在线出版日期：2015-06-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：48-56