微型抗磁悬浮振动能量采集器输出特性分析

苏六帅,叶志通 ,苏宇锋

(郑州大学机械工程学院，郑州 450001)



微型抗磁悬浮振动能量采集器输出特性分析

苏六帅,叶志通 ,苏宇锋

(郑州大学机械工程学院，郑州 450001)

针对目前研究的电磁式振动能量采集器都工作在较高频率的情况，文中研究了一种采集低频环境下振动的抗磁悬浮振动能量采集器。通过Ansoft Maxwell的仿真分析，得到悬浮永磁体周围磁感应强度B的变化规律，确定了感应线圈合理的分布位置，理论分析得到感应线圈匝数及导线横截面半径的最优尺寸。当热解石墨距离悬浮永磁体的位置不同时，系统对外界的频率响应不相同。仿真分析结果表明:当系统受到外界的加速度为6.25 m/s2，频率输入为2～12 Hz，线圈产生最大感应电动势145 mV，最大输出功率为19.7 μW。

抗磁悬浮;能量采集;频率;结构优化;电压;功率

0 引言

随着微电子技术的进步，各类微机电系统正在向智能化和集成化方向发展。集成电路技术又使它们消耗的功率低至μW级别。微机电系统已经应用在医疗工程、生物工程、信息通信、自动化环境的检测等方面。但是，这类器件一般都是应用在环境恶劣，不能经常更换能源的地方，然而现有的化学电池寿命短、存储能量有限，使一些工程中的检测设备无法及时更换电池，产生不良的后果[1]，各国学者都在研究新的能源来代替传统能源。振动能量采集器可以把环境中广泛存在的振动转换成电能进而为各种低功耗的微型电子器件供电，因此振动能量采集技术日益成为一个新兴研究课题。……