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Aplicación del amplificador de potencia en el modelado del colector piezoeléctrico de energía vibratoria

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Nombre del experimento：modelación y estudio experimental del colector de energía de vibración piezoeléctrica magnética en movimiento vertical Dirección de la investigación：con el fin de mejorar el rendimiento del colector de energía piezoeléctrica de un solo voladizo

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Nombre del experimento：modelación y estudio experimental de colector de energía de vibración piezoeléctrica magnética en movimiento vertical

Dirección de la investigación：con el fin de mejorar el rendimiento del colector de energía piezoeléctrico de un solo voladizo

Contenido del experimento：

Con el fin de mejorar el rendimiento de un solo colector de energía piezoeléctrica en voladizo, se diseñó una estructura de colector de energía de vibración piezoeléctrica magnética vertical móvil. Se estableció un modelo de acoplamiento piezoeléctrico de parámetros lumped para la estructura y se realizó una simulación numérica. Se construyó una plataforma experimental para evaluar el rendimiento de la estructura.

Equipo de prueba：

osciloscopio, circuito de captación de energía, generador de señales, amplificador de potencia ATA-3080, excitador electromagnético de vibraciones, acelerómetro, etc.

Proceso experimental：

La parte de excitación de la plataforma experimental se compone de un generador de funciones, un amplificador de potencia y un excitador electromagnético de vibraciones. La parte de medición se compone de medición de la aceleración y la función de medición de energía. La medición de la aceleración se completa con el acelerómetro y el dispositivo adicional de acondicionamiento de la señal. El acelerómetro se fija en la base acrílica para calibrar y medir la aceleración de la excitación.

los materiales piezoeléctricos se conectan a un circuito de captación de energía mediante cables, y se añaden resistencias al circuito como carga para facilitar la comprobación del rendimiento del dispositivo de captación de energía. Ambos extremos de la carga y la salida del sensor de aceleración IEPE se conectan directamente al osciloscopio, y registran directamente la tensión de salida y la aceleración del sistema.

Resultado experimental：

1. La repulsión de baja frecuencia y el modelo de atracción MIMo muestran características de banda ancha mimo, mientras que la repulsión de alta frecuencia y la atracción de baja frecuencia muestran características de doble pico, y el modelo de repulsión de baja frecuencia es más fácil de aplicar.

2. El modelo de parámetros lumped puede predecir eficazmente las propiedades estructurales dentro del rango de error aceptable, y el error de predicción de la amplitud es inferior al 7%, lo que puede utilizarse para el diseño y la optimización de parámetros de VMM-PVEH.

3. Existen valores óptimos de distancia entre imanes bajo diferentes intensidades de inducción magnética. Con el aumento de las intensidades de inducción magnética, los valores óptimos de distancia se hacen más grandes, y los valores pico bajo cada valor óptimo son aproximados.

4. Con los parámetros optimizados, la potencia máxima y el ancho de banda del sistema pueden aumentar un 42,7% y un 40,6%, respectivamente.