| 定质量分数交变气体载荷激励下压电阵列发电机实验 |
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| 引用本文： | 程廷海,王英廷,付贤鹏,赵宏伟,包钢,赵希禄. 定质量分数交变气体载荷激励下压电阵列发电机实验[J]. 农业机械学报, 2017, 48(2): 407-412 |
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| 作者姓名： | 程廷海 王英廷 付贤鹏 赵宏伟 包钢 赵希禄 |
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| 作者单位： | 长春工业大学机电工程学院,长春工业大学机电工程学院,长春工业大学机电工程学院,吉林大学机械科学与工程学院,哈尔滨工业大学机电工程学院,琦玉工业大学工学部机械工学科 |
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| 基金项目： | 吉林省科技发展计划项目（20150312006ZG）、吉林省教育厅“十三五”科学技术研究项目（吉教科合字[2016]第332号）、中国博士后科学基金面上项目（2015M571356）和教育部“春晖计划”合作科研项目（Z2015023） |
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| 摘 要： | 提出一种定质量分数交变气体载荷激励的盘型压电阵列发电机,设计了盘型压电阵列发电机的样机结构并对压电阵列的工作原理进行了分析,理论分析结果表明盘型压电片具有良好的承载能力,适合对具有较高压力的气体能量进行收集,压电发电量是由气体压缩过程中的体积压缩量、压缩速度、供气压力、周期及流量等多种要素共同决定的。对盘型压电片进行了有限元仿真分析,分析结果表明盘型压电片适合对高压气体载荷进行能量收集与转换,压电材料的微小变形就可输出较大的电压。采用外径为12 mm、厚度为0.2 mm的压电单晶片及缸径为63 mm、行程为150 mm的气缸设计了实验样机,利用气动组件来模拟气体环境搭建测试系统。分别调节压力、周期、流量等参数进行了实验测试。实验结果表明,当压力固定时,随着流量的增加峰值电压逐渐升高,盘型压电片并联式具有较好的效果,当5片压电片并联时最佳匹配电阻为3 MΩ且最大的瞬时功率为6.53μW,输出功率可满足低功耗传感器的能量需求。
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| 关 键 词： | 压电阵列发电机 定质量分数 交变气体载荷 能量转换 |
| 收稿时间： | 2016-06-13 |
| 修稿时间： | 2017-02-10 |
Experiment on Piezoelectric Plate Array Energy Harvester Excited by Alternate High Air Pressure with Constantly Gaseous Mass |
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| CHENG Tinghai,WANG Yingting,FU Xianpeng,ZHAO Hongwei,BAO Gang and ZHAO Xilu. Experiment on Piezoelectric Plate Array Energy Harvester Excited by Alternate High Air Pressure with Constantly Gaseous Mass[J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2017, 48(2): 407-412 |
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| Authors: | CHENG Tinghai WANG Yingting FU Xianpeng ZHAO Hongwei BAO Gang ZHAO Xilu |
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| Affiliation: | School of Mechatronic Engineering, Changchun University of Technology,School of Mechatronic Engineering, Changchun University of Technology,School of Mechatronic Engineering, Changchun University of Technology,School of Mechanical Science and Engineering, Jilin University,School of Mechatronic Engineering, Harbin Institute of Technology and Department of Mechanical Engineering, Saitama Institute of Technology |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | piezoelectric array energy harvester constantly gaseous mass alternate high air pressure energy transformation |
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