基于PZT的振动能量收集仿真系统设计及分析
2021-04-29崔宗超
河南教育学院学报(自然科学版) 2021年1期
李 丽, 崔宗超
(济源职业技术学院 电气工程系,河南 济源 459000)
0 引言
这些设备的供能一般采用有线电能源或电池供能,然而这两种供能方式都存在一定的缺陷。使用有线电能源需要架设专门的电线路,工程量浩大,并且需要长时间的维护,这些都会投入大量人力物力。而传统的机械设备很多使用的是化学电池供电,使用中存在明显缺陷:一是限制了微型机电设备的进一步微型化;二是电池化学毒性污染严重;三是使用中供能寿命有限。太阳能电池虽然能够克服传统供电方式的缺点,但受工作环境影响较大,在夜晚或阴雨等无光或暗光天气下很难正常工作[1-2]。因此,新型能量供给方式的研究具有极大的应用前景。
目前,世界各国都在研究怎样从周围环境中收集能量。环境中的机械振动是一种常见并广泛存在的能量形式,对于通过能量收集技术获取振动能日益受到研究者的关注。利用压电材料能够把任何形式的振动能转化为电能,而且与电磁式和静电式能量收集方式相比,其力电转换性能好,能量贮存密度大,无需额外电源,易微型化,很容易与MEMS(即微机电系统,Microelectro Mechanical Systems)技术集成化,且获得的能量密度高,因此在能量工程、智能器件、信息技术等方面都得到了广泛的应用[3]。压电式能量收集技术是利用压电材料的压电效应把振动能转化为电能。压电材料是压电式振动能量收集的核心功能材料,是制备压电式能量收集装置的关键[4-5]。……
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