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Applicazione dell'amplificatore di potenza nella modellazione del collettore piezoelettrico di energia da vibrazione

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Nome dell'esperimento: studio sperimentale e modellazione di un collettore di energia piezoelettrico a vibrazione magnetica in movimento verticale Direzione di ricerca: migliorare le prestazioni del collettore di energia piezoelettrico a singolo cantilever

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Nome dell'esperimento: studio di modellazione e sperimentazione di un collettore di energia a vibrazione piezoelettrica a movimento verticale

Direzione della ricerca: migliorare le prestazioni del collettore di energia piezoelettrico a sbalzo singolo

Contenuto dell'esperimento: la modellazione e lo studio sperimentale del collettore di energia piezoelettrico a sbalzo verticale

Al fine di migliorare le prestazioni del collettore di energia piezoelettrico a singolo cantilever, è stata progettata una struttura di collettore di energia piezoelettrica a vibrazione magnetica in movimento verticale. Per la struttura è stato stabilito un modello di accoppiamento piezoelettrico a parametri forfettari ed è stata effettuata una simulazione numerica. È stata costruita una piattaforma sperimentale per valutare le prestazioni della struttura.

Attrezzatura di prova: il modello di accoppiamento piezoelettrico a parametri nulli è stato stabilito per la struttura

oscilloscopio, circuito di raccolta dell'energia, generatore di segnali, amplificatore di potenza ATA-3080, eccitatore di vibrazioni elettromagnetiche, accelerometro, ecc.

Processo sperimentale: l'oscilloscopio

La parte di eccitazione della piattaforma sperimentale è composta da un generatore di funzioni, un amplificatore di potenza e un eccitatore di vibrazioni elettromagnetiche. La parte di misurazione è composta dalla funzione di misurazione dell'accelerazione e dalla funzione di misurazione dell'energia. La misura dell'accelerazione è completata dall'accelerometro e dal dispositivo di condizionamento del segnale aggiuntivo. L'accelerometro è fissato sulla base acrilica per calibrare e misurare l'accelerazione dell'eccitazione.

i materiali piezoelettrici sono collegati a un circuito di raccolta dell'energia tramite fili e le resistenze sono aggiunte al circuito come carico per facilitare il test delle prestazioni del dispositivo di raccolta dell'energia. Entrambe le estremità del carico e l'uscita del sensore di accelerazione IEPE sono collegate direttamente all'oscilloscopio e registrano direttamente la tensione di uscita e l'accelerazione del sistema.

Risultato sperimentale：Il sistema di raccolta dell'energia

1. La repulsione a bassa frequenza e il modello di attrazione MIMo mostrano caratteristiche a banda larga, mentre la repulsione ad alta frequenza e l'attrazione a bassa frequenza mostrano caratteristiche a doppio picco e il modello di repulsione a bassa frequenza è più facile da applicare.

2. Il modello a parametri forfettari è in grado di prevedere efficacemente le proprietà strutturali entro un intervallo di errore accettabile e l'errore di previsione dell'ampiezza è inferiore al 7%, il che può essere utilizzato per la progettazione e l'ottimizzazione dei parametri di VMM-PVEH.

3. Esistono valori ottimali di distanza del magnete a diverse intensità di induzione magnetica. Con l'aumento dell'intensità di induzione magnetica, i valori ottimali della distanza diventano più grandi e i valori di picco sotto ogni valore ottimale sono approssimativi.

4. Con i parametri ottimizzati, la potenza di picco e la larghezza di banda del sistema possono essere aumentate rispettivamente del 42,7% e del 40,6%.