広帯域振動エネルギーハーベスティングのための強結合圧電カンチレバー【JST・京大機械翻訳】

Gibus David; Gibus David; Gasnier Pierre; Morel Adrien; Morel Adrien; Formosa Fabien; Charleux Ludovic; Boisseau Sebastien; Pillonnet Gaeel; Berlitz Carlos Augusto; Quelen Anthony; Badel Adrien

文献

J-GLOBAL ID：202002212365484840 整理番号：20A2327505

広帯域振動エネルギーハーベスティングのための強結合圧電カンチレバー【JST・京大機械翻訳】

Strongly coupled piezoelectric cantilevers for broadband vibration energy harvesting

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資料名：
巻： 277 ページ： Null 発行年： 2020年
JST資料番号： A0097A ISSN： 0306-2619 資料種別：逐次刊行物 (A)
記事区分：原著論文発行国：オランダ (NLD) 言語：英語 (EN)

圧電共振器に基づく振動エネルギーハーベスタは,無線センサNodes(WSNs)を出力するのに有望である。しかし,従来のハーベスタの共振周波数と振動周波数の間の不整合は,捕捉された電力を劇的に減少させ,それらを無効にする。圧電ハーベスタの共振周波数を調整することができる電気技術を解決策として提案し,新しい展望を開いた。完全に競合するために,この手法は,非常に強い大域的電気機械結合係数k2(>10%)を有するエネルギーハーベスタを必要とし,その設計は今日の課題となっている。本研究は,Rayleigh-Ritz法と2自由度モデルに基づいた解析手法によって,強結合圧電カンチレバーを設計する方法について報告し,それは,証明質量慣性効果を考慮した。結合係数の発現を通して,実験的に検証された設計指針を提供した。長い証明質量は,大域的電気機械結合係数およびその結果としてシステムの周波数帯域幅を最大化するための非常に効果的な構成であることを示した。3つの提案プロトタイプは,圧電ハーベスタの最先端(PMN-PTカンチレバーに対して16.6%,狭いおよび広いPZT-5Aカンチレバーに対して11.3%および16.4%)の最強の2乗大域的電気機械結合係数k2を示し,広い帯域幅挙動(それぞれ,中心周波数の10.1%,7.8%および11.3%)を示した。専用集積回路によって開発されたPZT-5Aに基づく強結合プロトタイプを用いて,著者らは,それが21%という大きな周波数帯域幅にわたってWSNを供給するために十分な電力(100μW以上)を収穫できることを示した。Copyright 2020 Elsevier B.V., Amsterdam. All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

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熱電発電,熱電子発電 , 圧電デバイス , 風力発電 , その他の発電

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