风致及振动环境下压电俘能器的设计与研究

尚杰; 高世桥; 金磊; 熊雷; 孙要强

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风致及振动环境下压电俘能器的设计与研究

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针对子弹药的自供能问题,设计了一种风致及振动环境下的压电俘能器,对子弹药平时和战时的自俘能技术进行了研究。基于压电效应方程和集总参数法对压电俘能器进行理论模型分析,得到了振动环境和风致环境下输出电压的理论值。制作了实验样机,分别测试了压电俘能单元的振动特性和在风致环境下的输出性能,对比理论值,验证了理论模型的有效性。同时,探究了振动频率、风速和扇叶角度对于压电俘能单元输出性能的影响。实验结果表明压电俘能结构的谐振频率为43 Hz,最佳负载为170 kΩ。当扇叶角度为30°时,压电俘能器的输出性能最佳,发生谐振时输出电压峰值可以达到22 V,最大输出功率为1.38 mW,在15 m/s的风速下,输出电压为2.56 V。

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来源
《兵器装备工程学报》 |2023年第10期|10-16|共7页
作者
尚杰; 高世桥; 金磊; 熊雷; 孙要强;
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作者单位

北京理工大学机电动态控制重点实验室;

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原文格式 PDF
正文语种 chi
中图分类工程动力学;
关键词
子弹药; 风致环境; 振动环境; 压电俘能器; 输出性能;

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