تحلیل عددی میکروبازیاب انرژی الکترومغناطیسی تحت تحریک اتفاقی

سامانه های میکروبازیاب انرژی، فناوری جدیدی هستند که جایگزین باتری ها و وسایل ذخیره‌ انرژی که دارای محدودیت می ‌باشند، می‌ شوند. عدم نیاز به جایگزینی یا شارژ دوباره‌ آن ها به صورت دوره ای، حجم و وزن خیلی کم و نیز دقت بالا از خصوصیات سامانه های میکروبازیاب انرژی می‌ باشد. در این مقاله، سامانه میکروبازیاب انرژی الکترومغناطیس تحت تحریک اتفاقی از نوع نویز سفید بررسی می ‌شود. مدل مکانیکی در نظر گرفته شده برای میکروبازیاب انرژی به صورت تیر یک سر گیردار است. در این سامانه، شتاب پایه به عنوان ورودی میکروبازیاب انرژی بوده و ولتاژ القا شده در سیم پیچ به عنوان خروجی سامانه می ‌باشد. تحریک پایه یک فرآیند اتفاقی نویز سفید گوسی و ایستای ضعیف فرض می ‌شود. با توجه به معادله حرکت مکانیکی سیستم می توان تابع پاسخ فرکانسی را بدست آورد. هدف این پژوهش، محاسبه‌ متوسط توان تولید شده در میکروبازیاب انرژی الکترومغناطیس تحت تحریک اتفاقی می ‌باشد. تحلیل تنش با استفاده از شبیه سازی در نرم افزار المان محدود و حل عددی انجام شده و صحت نتایج تایید می‌ شود. در نهایت تاثیر پارامترهای میکروبازیاب انرژی الکترومغناطیس بر روی متوسط توان تولید شده بررسی می‌شود.

numerical analysis of micro electromagnetic energy harvester under random excitation

micro energy harvester systems are a new technology that replaces batteries and energy storage devices that have limitations. not needing to replace or recharge them periodically, very small volume and weight, as well as high accuracy are the characteristics of the micro energy scavenger system. this paper investigates the electromagnetic micro energy harvester system under random white noise excitation. the mechanical model considered for the micro energy harvester is in the form of a beam. in this system, the base acceleration is the input of the micro energy recovery and the induced voltage in the coil is the output of the system. the base excitation is assumed to be a weakly stationary gaussian white noise random process. according to the mechanical motion equation of the system, the frequency response function can be obtained. the aim of this research is to calculate the mean power produced in the electromagnetic micro energy harvester under random excitation. stress analysis is done using simulation in finite element software and numerical solution, and the results’ correctness is confirmed. finally, the effect of the electromagnetic micro energy scavenger on the average parameters power produced is investigated.