基于ANSYS软件的压电和电磁复合式振动俘能器设计

范媛媛, 王其权, 桑英军, 盛政霖, 董昭, 尹明宇, 黄飞

doi:10.19789/j.1004-9398.2022.04.007

首都师范大学学报（自然科学版） ›› 2022, Vol. 43 ›› Issue (04) : 38 -45. DOI: 10.19789/j.1004-9398.2022.04.007

基于ANSYS软件的压电和电磁复合式振动俘能器设计

范媛媛, 王其权, 桑英军, 盛政霖, 董昭, 尹明宇, 黄飞

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摘要

基于ANSYS软件设计了压电和电磁复合式振动俘能器,建立了压电和电磁式振动俘能器数学模型,并利用ANSYS软件对电磁场进行仿真.通过对压电式振动俘能器进行结构静力、模态与谐响应分析,得到其1阶共振频率为10.9 Hz,输出电压峰值为5.0 V.同时,对电磁式振动俘能器进行静态分析,并通过对不同位置磁感应强度的测量,计算出电磁式振动俘能器的感应电动势为2.4 V.通过复合式振动俘能器的实验,得到压电和电磁式振动俘能器输出电压的实验值分别为5.1和2.3 V,验证了仿真结果,说明压电和电磁复合式振动俘能器将压电和电磁发电方式有效地整合在一起,充分地利用了振动能.