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Erschienen in: Journal of Electronic Materials 6/2021

24.04.2021 | Original Research Article

Research on a Piezoelectric Energy Harvester with Rotating Magnetic Excitation

verfasst von: Zhe Wang, Lipeng He, Zheng Zhang, Ziming Zhou, Jianwen Zhou, Guangming Cheng

Erschienen in: Journal of Electronic Materials | Ausgabe 6/2021

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Abstract

This paper presents a piezoelectric energy harvester with rotational magnetic excitation. Through the rotation of the rotating body, the intermittent magnetic force between the driving magnet and the tip magnetic mass drives the piezoelectric element to vibrate nonlinearly to generate electrical energy. The working principle and vibration model of the proposed energy harvester are studied theoretically and experimentally. With two driving magnets, 5-g tip magnetic mass, and 8-mm radial excitation distances, the piezoelectric energy harvester captures energy efficiently. The results demonstrate that the piezoelectric energy harvester produces three resonance frequencies of 5 Hz, 8 Hz, and 10 Hz. When the rotation frequency is 8 Hz, the maximum open-circuit voltages of the primary and auxiliary piezoelectric beam is 63.24 V and 30.38 V, respectively. The primary and auxiliary piezoelectric beam gets the maximum average power with external resistance is 125 KΩ and 75 KΩ, respectively. The maximum average power of the primary and auxiliary piezoelectric beam is 12.24 mW and 3.92 mW, respectively. At the maximum power of the primary and auxiliary piezoelectric beam, the voltage across the resistance is 39.12 V and 17.12 V, respectively.

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Metadaten
Titel
Research on a Piezoelectric Energy Harvester with Rotating Magnetic Excitation
verfasst von
Zhe Wang
Lipeng He
Zheng Zhang
Ziming Zhou
Jianwen Zhou
Guangming Cheng
Publikationsdatum
24.04.2021
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Electronic Materials / Ausgabe 6/2021
Print ISSN: 0361-5235
Elektronische ISSN: 1543-186X
DOI
https://doi.org/10.1007/s11664-021-08910-y

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