A methodology for low-speed broadband rotational energy harvesting using piezoelectric transduction and frequency up-conversion

برداشت انرژی از لرزش برای کم قدرت الکترونیک در سال های اخیر به شدت مورد بررسی قرار گرفته است، اما مصرف انرژی روتاری کمتر مورد بررسی قرار گرفته است و همچنان دارای چالش هایی است. در این مقاله روشی برای برداشت انرژی چرخان با سرعت کم با استفاده از انتقال پیزوالکتریک و تبدیل فرکانس مورد بررسی قرار گرفته است. این سیستم شامل یک پرتو پایانه پیزوالکتریک با یک آهنربای نوک و یک مغناطیس چرخشی بر روی یک میز متحرک است. انرژی جنبشی میزبان به انرژی ارتعاش پرتو پیزوالکتریک از طریق اتصال مغناطیسی بین آهنرباهای منتقل می شود. تبدیل به فرکانس توسط انفجار مغناطیسی به دست می آید، تبدیل چرخش فرکانس پایین به ارتعاش فرکانس بالا پرتو پیزوالکتریک. یک مدل نظری توزیع شده پارامتر برای تجزیه و تحلیل رفتار الکترومکانیکی برداشت محصول انرژی چرخان ارائه شده است. تنظیمات مختلف و پارامترهای طراحی برای بهبود قدرت خروجی دستگاه مورد بررسی قرار گرفت. مطالعات تجربی برای اعتبار برآورد نظری انجام شد. نتایج نشان می دهد که روش پیشنهادی یک راه حل قابل قبول برای جمع آوری انرژی چرخشی کم سرعت از میزبان های محیط مانند تایر خودرو، میکرو توربین و ساعت مچی است.