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Application de l'amplificateur de puissance dans la modélisation du collecteur d'énergie vibratoire piézoélectrique

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Nom de l'expérience：modélisation et étude expérimentale du collecteur d'énergie vibratoire piézoélectrique magnétique à déplacement vertical Direction de la recherche：afin d'améliorer les performances du collecteur d'énergie piézoélectrique à simple cantilever

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Nom de l'expérience：modélisation et étude expérimentale du collecteur d'énergie vibratoire piézoélectrique magnétique à déplacement vertical

Direction de recherche：afin d'améliorer les performances du collecteur d'énergie piézoélectrique à cantilever unique

Contenu de l'expérience：

Afin d'améliorer les performances du collecteur d'énergie piézoélectrique à simple cantilever, une structure de collecteur d'énergie vibratoire magnétique à déplacement vertical a été conçue. Un modèle de couplage piézoélectrique à paramètres forfaitaires a été établi pour la structure et une simulation numérique a été réalisée. Une plateforme expérimentale a été construite pour évaluer les performances de la structure.

Équipement d'essai：

oscilloscope, circuit de collecte d'énergie, générateur de signaux, amplificateur de puissance ATA-3080, excitateur de vibrations électromagnétiques, accéléromètre, etc.

Processus expérimental：

La partie excitation de la plateforme expérimentale est composée d'un générateur de fonctions, d'un amplificateur de puissance et d'un excitateur de vibrations électromagnétiques. La partie mesure est composée de la mesure d'accélération et de la fonction de mesure d'énergie. La mesure de l'accélération est complétée par l'accéléromètre et le dispositif supplémentaire de conditionnement du signal. L'accéléromètre est fixé sur la base en acrylique pour calibrer et mesurer l'accélération de l'excitation.

les matériaux piézoélectriques sont connectés à un circuit de collecte d'énergie par des fils, et des résistances sont ajoutées au circuit comme charge pour faciliter le test des performances du dispositif de collecte d'énergie. Les deux extrémités de la charge et la sortie du capteur d'accélération IEPE sont directement connectées à l'oscilloscope, et enregistrent directement la tension de sortie et l'accélération du système.

Résultat expérimental：

1. La répulsion à basse fréquence et le modèle d'attraction MIMo présentent des caractéristiques de bande large mimo, tandis que la répulsion à haute fréquence et l'attraction à basse fréquence présentent des caractéristiques de double pic, et le modèle de répulsion à basse fréquence est plus facile à appliquer.

2. Le modèle à paramètres forfaitaires peut prédire efficacement les propriétés structurelles dans la plage d'erreur acceptable, et l'erreur de prédiction de l'amplitude est inférieure à 7%, ce qui peut être utilisé pour la conception et l'optimisation des paramètres de VMM-PVEH.

3. Il existe des valeurs optimales de distance de l'aimant sous différentes intensités d'induction magnétique. Avec l'augmentation des intensités d'induction magnétique, les valeurs de distance optimales deviennent plus grandes, et les valeurs de pointe sous chaque valeur optimale sont approximatives.

4. Avec les paramètres optimisés, la puissance de crête et la largeur de bande du système peuvent être augmentées de 42,7% et 40,6% respectivement.