非谐振式低频电磁-摩擦电复合振动能收集器

摘要：

针对低频复杂的环境振动能量,本文提出一种非谐振式低频电磁-摩擦电复合能量收集器件.该能量收集器以旋转陀螺为核心部件,具有结构简单、俘能灵敏、鲁棒性强、可360°全方位俘能等优点.通过理论分析与软件仿真,阐述了器件的工作原理;基于线性电机平台,系统研究了振荡频率、振荡幅度对器件输出性能的影响,较好地证明了器件收集振动能量的能力.在2 Hz的振动环境下,摩擦发电单元在20 MΩ 负载下的峰值功率约为0.084 mW,电磁发电单元在800Ω 负载下峰值功率约为4.61 mW,系统机电转换效率为0.45％.最后结合人体运动能收集,成功验证了该复合能量收集器对低频复杂机械能的收集能力,并通过能量存储单元,实现了计步器自供能的正常工作.本项研究不仅为低频振动能量的高效采集与转换提供了一个崭新的思路,而且在自供电传感网络节点方面具有潜在应用价值.

关键词：非谐振、复合能量收集器、低频振动能

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资助基金：国家重点研发计划;重庆大学科研后备拔尖人才培育计划;中央高校基本科研业务费

在线出版日期：2020-11-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：317-326