圧電振動捕エネルギー装置の環境適応性を向上させるために、磁結合型可変周波数圧電振動捕エネルギー装置を提案し、励起器上の能動磁石と複合変換器上の受動磁石との結合作用および横揺れバネを利用して、圧電振動子の一方向限幅励起を実現した。装置および磁対のモデリングおよびシミュレーション解析により、構造パラメータが出力性能に及ぼす影響を取得し、これに基づき試作品を製作して実験的研究を行った。結果として、縦揺れ質量 m1、横揺れ質量 m2、横距離 Lx、縦距離 Ly、垂直距離 Lzおよび負荷抵抗が出力性能に与える影響の法則を得た。結果は、二つの共振周波数 f1 と f2 が存在し、出力電圧のピーク Un1 と Un2 が表れることを示しており、m1、m2、Lx、Ly および Lz の調整が f1、f2、Un1 および Un2 に影響を与えることを示した。他の条件一定の場合、最適負荷抵抗2,200 kΩが存在し、出力電力0.122 mWを達成する。適切な構造パラメータの選択により、有効周波数帯域と出力電圧を向上でき、圧電振動捕エネルギー装置の信頼性と周波数適応性強化に一定の参考価値を有する。

圧電;可変周波数;磁結合;複合変換器;エネルギー回収