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具有质量块的悬臂梁压电发电机仿真研究
被引量：
2
1
作者
闫震
何青
王东平
《系统仿真学报》
CAS
CSCD
北大核心
2015年第7期1638-1643 1651,1651,共7页
应用微机电加工技术制造的悬臂梁压电式振动发电机可以无限、持续地为各种低功耗电子器件提供能量。为了提高悬臂梁压电振动发电机的环境适应能力,通过有限元仿真和实验研究,分析了末端附加质量块对固有频率和输出电压的影响规律,结果表...
应用微机电加工技术制造的悬臂梁压电式振动发电机可以无限、持续地为各种低功耗电子器件提供能量。为了提高悬臂梁压电振动发电机的环境适应能力,通过有限元仿真和实验研究,分析了末端附加质量块对固有频率和输出电压的影响规律,结果表明:随着质量块质量的增加,压电梁的固有频率单调下降,而末端相对位移却单调上升;在相同的激励环境中,固有频率接近和末端振幅相同的压电梁输出电压基本一致。
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关键词
悬臂梁
振动
能量收集
微型
振动
发电机
有限元仿真
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职称材料
基于微液滴介质和差分电容器的静电式微型振动发电机
被引量：
1
2
作者
温中泉
何渝
王晓兰
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2012年第5期1009-1014,共6页
针对现有悬臂梁式微型振动发电机存在低频响应不敏感,抗冲击能力差等问题,提出了一种利用微液滴介质拾振实现差分电容器变化及电荷转移的静电式微型振动发电机新结构。根据驻极体模型,推导出了差分电容器极板的电荷分布公式;结合微液滴...
针对现有悬臂梁式微型振动发电机存在低频响应不敏感,抗冲击能力差等问题,提出了一种利用微液滴介质拾振实现差分电容器变化及电荷转移的静电式微型振动发电机新结构。根据驻极体模型,推导出了差分电容器极板的电荷分布公式;结合微液滴作受迫正弦振动假设,建立了静电式微型振动发电机的数学模型。采用COMSOL Multiphysics软件对微液滴运动及电容器极板电荷分布进行了仿真,得到了发电机的输出电压幅频特性。制作出了以汞为介质的静电式微型振动发电机样机,进行了样机的性能测试。实验结果表明:该静电式微型振动发电机共振频率为3Hz,在加速度为3 g、振动激励频率为3Hz,负载为1MΩ时,测得样机输出电压峰-峰值为1.21V,输出功率为0.73μW,实现了环境中低频振动能量的获取与转换。
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关键词
微型
振动
发电机
静电式
发电机
微液滴
驻极体
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职称材料
Modelica语言及PSPICE软件在微型振动发电机的仿真研究中的应用
被引量：
1
3
作者
张祖志
龚川
《建模与仿真》
2012年第1期8-17,共10页
本文利用Modelica语言,对微型振动发电机的输出特性进行了建模和仿真研究。为验证仿真结果,基于等效电路法,在PSPICE软件中建立了微型发电机模型并进行仿真分析,最后对Modelica语言直接建模仿真的结果和等效电路法的结果进行对比和分析...
本文利用Modelica语言,对微型振动发电机的输出特性进行了建模和仿真研究。为验证仿真结果,基于等效电路法,在PSPICE软件中建立了微型发电机模型并进行仿真分析,最后对Modelica语言直接建模仿真的结果和等效电路法的结果进行对比和分析。仿真结果分析表明,两种方法的电压曲线的特征是一致的,幅度接近,差异主要来源于两者的仿真过程不同,Modelica语言是直接将电路方程处理为数学方程求解,而PSPICE软件是从电路状态出发进行仿真。
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关键词
微型
振动
发电机
MODELICA语言
PSPICE软件
等效电路法
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职称材料
低频响应MEMS压电式微型振动发电机
4
作者
安坤
陈东红
+3 位作者
刘立
何剑
丑修建
张文栋
《微纳电子技术》
CAS
北大核心
2015年第11期713-717,728,共6页
利用溶胶-凝胶工艺实现均匀致密压电(PZT)膜与Pt/Ti/SiO2/Si/SiO2晶片良好异质集成制造,结合湿法腐蚀、干法刻蚀、磁控溅射、光刻和剥离等MEMS加工工艺制造了一种"单中心质量块-8悬臂梁"结构的压电式微型振动发电机,实现了振...
利用溶胶-凝胶工艺实现均匀致密压电(PZT)膜与Pt/Ti/SiO2/Si/SiO2晶片良好异质集成制造,结合湿法腐蚀、干法刻蚀、磁控溅射、光刻和剥离等MEMS加工工艺制造了一种"单中心质量块-8悬臂梁"结构的压电式微型振动发电机,实现了振动能向电能的转换。测试结果表明:在谐振频率16 Hz、加速度激励3 g、16个压电敏感单元相串联条件下,器件开路输出交流电压峰峰值最大,为166.40 mV;当加载1.20 MΩ负载时,输出功率最大,为0.73 nW,单位体积的输出功率为37.27 nW/cm3,压电敏感单元有效单位面积下的输出功率为0.26 nW/cm2。
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关键词
低频响应
微型
振动
发电机
PZT膜
输出功率
溶胶-凝胶
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职称材料
题名
具有质量块的悬臂梁压电发电机仿真研究
被引量：
2
1
作者
闫震
何青
王东平
机构
河北农业大学机电工程学院
华北电力大学能源动力与机械工程学院
河北农业大学现代科技学院
出处
《系统仿真学报》
CAS
CSCD
北大核心
2015年第7期1638-1643 1651,1651,共7页
基金
河北省自然科学基金(E2013204069)
文摘
应用微机电加工技术制造的悬臂梁压电式振动发电机可以无限、持续地为各种低功耗电子器件提供能量。为了提高悬臂梁压电振动发电机的环境适应能力,通过有限元仿真和实验研究,分析了末端附加质量块对固有频率和输出电压的影响规律,结果表明:随着质量块质量的增加,压电梁的固有频率单调下降,而末端相对位移却单调上升;在相同的激励环境中,固有频率接近和末端振幅相同的压电梁输出电压基本一致。
关键词
悬臂梁
振动
能量收集
微型
振动
发电机
有限元仿真
Keywords
cantilever
vibration energy harvesting
micro vibration generator
finite element simulation
分类号
TM31 [电气工程—电机]
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职称材料
题名
基于微液滴介质和差分电容器的静电式微型振动发电机
被引量：
1
2
作者
温中泉
何渝
王晓兰
机构
重庆大学新型微纳器件与系统技术国家级重点学科实验室
重庆大学微系统研究中心
出处
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2012年第5期1009-1014,共6页
基金
国家自然科学基金资助项目(No.60706032)
文摘
针对现有悬臂梁式微型振动发电机存在低频响应不敏感,抗冲击能力差等问题,提出了一种利用微液滴介质拾振实现差分电容器变化及电荷转移的静电式微型振动发电机新结构。根据驻极体模型,推导出了差分电容器极板的电荷分布公式;结合微液滴作受迫正弦振动假设,建立了静电式微型振动发电机的数学模型。采用COMSOL Multiphysics软件对微液滴运动及电容器极板电荷分布进行了仿真,得到了发电机的输出电压幅频特性。制作出了以汞为介质的静电式微型振动发电机样机,进行了样机的性能测试。实验结果表明:该静电式微型振动发电机共振频率为3Hz,在加速度为3 g、振动激励频率为3Hz,负载为1MΩ时,测得样机输出电压峰-峰值为1.21V,输出功率为0.73μW,实现了环境中低频振动能量的获取与转换。
关键词
微型
振动
发电机
静电式
发电机
微液滴
驻极体
Keywords
micro seismic power generator
electrostaic power generator
droplet
electret
分类号
TM387 [电气工程—电机]
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职称材料
题名
Modelica语言及PSPICE软件在微型振动发电机的仿真研究中的应用
被引量：
1
3
作者
张祖志
龚川
机构
北京市顺义区杨镇一中
南京师范大学物理科学与技术学院
出处
《建模与仿真》
2012年第1期8-17,共10页
文摘
本文利用Modelica语言,对微型振动发电机的输出特性进行了建模和仿真研究。为验证仿真结果,基于等效电路法,在PSPICE软件中建立了微型发电机模型并进行仿真分析,最后对Modelica语言直接建模仿真的结果和等效电路法的结果进行对比和分析。仿真结果分析表明,两种方法的电压曲线的特征是一致的,幅度接近,差异主要来源于两者的仿真过程不同,Modelica语言是直接将电路方程处理为数学方程求解,而PSPICE软件是从电路状态出发进行仿真。
关键词
微型
振动
发电机
MODELICA语言
PSPICE软件
等效电路法
分类号
TP39 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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职称材料
题名
低频响应MEMS压电式微型振动发电机
4
作者
安坤
陈东红
刘立
何剑
丑修建
张文栋
机构
中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室
中北大学计算机与控制工程学院
中北大学电子测试技术重点实验室
出处
《微纳电子技术》
CAS
北大核心
2015年第11期713-717,728,共6页
基金
国家自然科学基金项目(51422510
51175483
+1 种基金
61401406)
中国教育部新世纪优秀人才支持计划资助项目(NCET)
文摘
利用溶胶-凝胶工艺实现均匀致密压电(PZT)膜与Pt/Ti/SiO2/Si/SiO2晶片良好异质集成制造,结合湿法腐蚀、干法刻蚀、磁控溅射、光刻和剥离等MEMS加工工艺制造了一种"单中心质量块-8悬臂梁"结构的压电式微型振动发电机,实现了振动能向电能的转换。测试结果表明:在谐振频率16 Hz、加速度激励3 g、16个压电敏感单元相串联条件下,器件开路输出交流电压峰峰值最大,为166.40 mV;当加载1.20 MΩ负载时,输出功率最大,为0.73 nW,单位体积的输出功率为37.27 nW/cm3,压电敏感单元有效单位面积下的输出功率为0.26 nW/cm2。
关键词
低频响应
微型
振动
发电机
PZT膜
输出功率
溶胶-凝胶
Keywords
low frequency response
micro-vibration generator
piezoelectric（PZT）film
output power
sol-gel
分类号
TH703 [机械工程—仪器科学与技术]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
具有质量块的悬臂梁压电发电机仿真研究
闫震
何青
王东平
《系统仿真学报》
CAS
CSCD
北大核心
2015
2
下载PDF
职称材料
2
基于微液滴介质和差分电容器的静电式微型振动发电机
温中泉
何渝
王晓兰
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2012
1
下载PDF
职称材料
3
Modelica语言及PSPICE软件在微型振动发电机的仿真研究中的应用
张祖志
龚川
《建模与仿真》
2012
1
下载PDF
职称材料
4
低频响应MEMS压电式微型振动发电机
安坤
陈东红
刘立
何剑
丑修建
张文栋
《微纳电子技术》
CAS
北大核心
2015
0
下载PDF
职称材料
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