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基于振动能量发电的自适应机械同步开关
Optimized Adaptive Mechanical Switch for Vibration Energy Generator
  
DOI:10.16450/j.cnki.issn.1004?6801.2021.04.016
中文关键词:  振动能量回收  能量提取电路  自适应机械开关  噪声激励
英文关键词:vibration energy harvesting  energy extraction circuit  adaptive mechanical switch  noise excitation
基金项目:国家自然科学基金资助项目(51875488,51875488);中国博士后科学基金资助项目(2017T100709,2016M600747)
作者单位
黄瑶, 万小丹, 刘伟群 (西南交通大学机械工程学院 成都610031) 
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中文摘要:
      为了解决无线传感器的供电困难以及常用标准电路和同步开关电路有限的能量提取效率,提出了一种优化的自适应机械同步开关,并将其运用于并联同步开关电感电路。根据自适应机械同步开关的工作原理建立了仿真模型,采用噪声激励对自适应机械同步开关进行了研究与分析,通过振动实验台对结构进行实验测试。结果表明,优化的自适应机械同步开关电路能够很好地适应噪声环境,采集到的负载平均功率大约为标准电路的3倍。该自适应机械同步开关能够自动检测悬臂梁幅值,且控制开关在位移峰值附近闭合,为振动能量发电装置提供了实践和理论指导。
英文摘要:
      In order to solve the power supply difficulty of wireless sensor and the limited energy extraction efficiency of common standard circuit and synchronous switch circuit, an optimized adaptive mechanical synchronous switch is proposed and applied to the parallel synchronous switch inductance circuit. According to the principle of adaptive mechanical switch, a simulation model is established, and the adaptive mechanical synchronous switch is studied and analyzed under noise excitation. Corresponding experiments are also carried out, the experimental results show that the optimized adaptive mechanical switch circuit is adaptive to noise environment, and the load mean power harvested is around three times of the standard circuit. The self-adaptive mechanical switch can automatically detect the amplitude of the cantilever beam and control the switch to close near the displacement peak, which provides practical and theoretical guidance for the vibration energy generation device.
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