基于旋转磁力-风致振动的混合式压电振子发电性能

摘要

针对传统单一风致振动式压电振子能量收集效率低的问题，提出了一种基于旋转磁力-风致振动的混合式压电振子。以井下综采工作面的风能为研究背景，设计了混合式压电振子模型，建立磁力耦合模型，分析了不同磁矩时压电振子的磁力变化特性;对所设计压电振子的流场特性进行了仿真分析;最后通过实验对压电振子的发电性能进行了验证。研究结果表明：所设计压电振子的整体发电功率随着直径比的增大而增大，且存在合适的磁矩和长径比值使得混合式压电振子的发电性能达到最佳，当风速v=3.5 m/s时，最大发电功率达0.72 mW以上;与单一风致振动式压电振子相比，提出的旋转磁力-风致振动混合式压电振子的发电功率提高了166.7%以上。

关键词

压电振子 / 风致振动 / 旋转磁力 / 磁矩 / 长径比 / 发电性能