基于永磁铁的减振器振动压电俘能装置的结构设计与分析

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本文提出一种可集成在汽车减振器上的压电俘能器结构,通过分别固定在压电单元和减振器外缸筒内壁上的两片平行放置的永磁铁,将减振器的上下振动转换为永磁铁间的相对平行滑动,在减振器振动时,永磁铁促使压电单元输出电能,实现振动能量回收。利用仿真软件对俘能器在不同等级路面随机振动信号下的开路电压响应进行仿真,仿真结果表明,无论振动如何,俘能器都能实现将振动能转换为电能的目的,且电压幅值基本相同,但电压频率随路面不平度增大而升高。搭建了实验平台进行俘能实验,实验结果与仿真结果基本吻合,俘能器俘获的电压信号幅值仅与振动幅值成正比,与振动频率无关,可以将俘能器输出的电压信号作为调节减振器减振性能的输入信号,实现自适应减振并提供电能。
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