吊索二维振动压电俘能影响因素研究

【作者】 郭攀； 李胜利； 任多昌；

【机构】 郑州大学水利与土木工程学院； 郑州大学郑州市缆索结构灾害防治重点实验室；

【摘要】 振动能是我们生活环境中常见的能量。从振动能中产生清洁电力的动力不断增加,刺激了对高效振动能收集器开发的大量研究。基于压电能收集装置,被认为是低能耗设备供电的竞争选择。然而,传统的压电能量收集装置很难适应不同的工程应用环境来收集能量。本文提出了基于吊索二维振动的PVDF压电膜振动能量收集装置。研究了吊索振动能量采集装置的电气性能对吊索振动状态的依赖性。随后,研究了不同激励频率、不同PVDF压电收集装置安装位置下的输出电压和平均输出功率随外部负载电阻的变化。此外,还详细研究了PVDF贴片安装位置对吊索振动能量收集装置电输出性能的影响。结果表明,吊索能量收集装置的最佳电阻为1MΩ。PVDF贴片的安装位置对能量收集性能影响较大,能量收集效率在吊索端部L/12和L/6处较低。在靠近激励源L/4、L/3、L/2处,压电能量收集装置可以获得更好的能量收集性能,特别是在吊索L/4处,能量收集效率最高。在电阻1MΩ,在1.17Hz的激励频率下,吊索振动能量收集装置的能量收集功率最高可达29.21mW。在实际工程中,吊索振动能量为低能耗设备供电具有很大的应用前景。更多还原