压电发电装置的功率分析与试验

吉林大学学报(工学版) ›› 2009, Vol. 39 ›› Issue (06): 1550-1553.

压电发电装置的功率分析与试验

唐可洪¹,阚君武¹,任玉²,王淑云²,朱国仁¹,邵承会¹

1.吉林大学机械科学与工程学院|长春 130022；2.吉林大学数学学院|长春 130012

收稿日期:2008-08-12 出版日期:2009-11-01 发布日期:2009-11-01
通讯作者: 阚君武（1965-），男，教授，博士生导师.研究方向：压电驱动与控制技术．E-mail: kanjw@jlu.edu.cn E-mail: kanjw@jlu.edu.cn
作者简介:唐可洪（1952-）|男|副教授.研究方向：压电驱动与控制技术．E-mail：tangkh@jlu.edu.cn
基金资助:
国家自然科学基金项目（50775093）；吉林省科技发展计划项目（20050316-2，20070331）

Power analysis and test of piezoelectric generator

TANG Ke-hong¹,KAN Jun-wu¹,REN Yu²,WANG Shu-yun²,ZHU Guo-ren¹,SHAO Cheng-hui¹

1.College of Mechanical Science and Engineering,Jilin University,Changchun 130022,China;2.College of Mathematics,Jilin University,Changchun 130012,China

Received:2008-08-12 Online:2009-11-01 Published:2009-11-01

摘要/Abstract

摘要：

为提高压电发电装置（能量转换系统）的输出功率，建立了简谐激励条件下两种能量转换电路（交、直流输出）功率计算模型，并进行了模拟分析及试验验证。理论研究结果表明，在压电振子开路电压（结构尺寸及激励频率）一定时，存在不同的最佳负载使交、直流输出电路获得最大的输出功率，交流输出的最佳负载及最大功率分别是直流输出最佳负载及最大功率的2/π和π/2倍。试验用压电振子尺寸为58 mm×30 mm×0.7 mm，激励频率为44.3 Hz时的开路电压为14.8 V。交、直流输出电路所对应的最佳理论／试验负载分别为72/71 kΩ和113/110 kΩ，最大理论/试验功率分别为0.76/87 mW和0.49/4.7 mW。

关键词: 仪器仪表技术, 压电, 压电发电装置, 输出功率, 能量转换

Abstract:

In order to enhance the output power of a piezoelectric generator(energy conversion system),power calculation models were established for the AC and DC-output circuits and their simulation analysis and test validation were performed.The analysis results showed that there were different optimal load resistances for the two output circuits to obtain maximal output power under a given open voltage of piezoelectric oscillator,which depends on its size and librating frequency.The optimal load and maximal power of the AC-output-circuit are 2/π and π/2 times those of the DC -output-circuit,respectively.The open voltage of the tested piezoelectric oscillator(58 mm×30 mm×0.7 mm) is 14.8 V at vibrating frequency of 44.3 Hz.Accordingly,the optimal analytical/tested load resistance of the AC and DC-circuits are 72/71 kΩ and 113/110 kΩ,and the maximal analytical/tested power are 0.76/87 mW and 0.49/4.7 mW,respectively.

Key words: technology of instrument and meter, piezoelectric, piezoelectric generator, output power, energy conversion

中图分类号:

TN836

唐可洪,阚君武,任玉,王淑云,朱国仁,邵承会. 压电发电装置的功率分析与试验[J]. 吉林大学学报(工学版), 2009, 39(06): 1550-1553.

TANG Ke-hong,KAN Jun-wu,REN Yu,WANG Shu-yun,ZHU Guo-ren,SHAO Cheng-hui. Power analysis and test of piezoelectric generator[J]. 吉林大学学报(工学版), 2009, 39(06): 1550-1553.

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[1]	刘建芳, 王记波, 刘国君, 李新波, 梁实海, 杨志刚. 基于PMMA内嵌三维流道的压电驱动微混合器[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1500-1507.
[2]	刘国君, 马祥, 杨志刚, 王聪慧, 吴越, 王腾飞. 集成式三相流脉动微混合芯片[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1063-1071.
[3]	仇艳凯, 李宝仁, 杨钢, 曹博, 刘真. 新型液压消声器吸收液压系统压力脉动的机理和特性[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1085-1091.
[4]	孟育博, 张幽彤, 王志明, 张晓晨, 樊利康, 李涛. 压电喷油器压电执行器热-电-机械耦合迟滞特性[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(2): 480-485.
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[12]	刘国君, 张炎炎, 杨旭豪, 李新波, 刘建芳, 杨志刚. 声表面波技术在金纳米粒子可控制备中的应用[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(4): 1102-1108.
[13]	王海, 姚刚, 邱皖群, 杨春来, 付邦晨. 基于波纹梁的两自由度低频振动能量收集装置[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(4): 1144-1148.
[14]	陈赫, 杨智君, 吴昭春, 冯志刚, 赵科佳, 李抵非, 田地. 标准失真模拟分量视频信号源及其校准方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(4): 1159-1164.
[15]	刘晓为, 李海, 翁睿, 张海峰, 赵军. 应用静电力矩改善新型转子式陀螺的动态特性[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(3): 850-854.

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