[发明专利]一种基于电信号测量的压电发电机等效电路参数确定方法

摘要

本发明公开了一种基于电信号测量的压电发电机等效电路参数确定方法：将压电发电机一端固定在振动源上，另一端自由，保持恒定正弦振动加速度幅值a，通过扫频获得不同负载电阻R_L下压电发电机输出电压与振动频率的关系曲线；确定短路谐振频率f_sc、开路谐振频率f_oc、静态电容C_mc、机械品质因数Q_oc、最大功率值P^opt、电阻值R_ML、短路谐振电压V_ML(ω_sc)；计算得到等效电感L_m、等效电容C_m、等效电阻R_m、等效输入应力V_F、压电耦合系数A、静态电容C_mc的值。本发明可以精确地描述压电发电机的输出电压特性与负载、环境振动频率和加速度的关系，而且测量所需的电学测量仪器成本较低。

主权项

1.一种基于电信号测量的压电发电机等效电路参数确定方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，将压电发电机一端固定在振动源上，另一端自由，保持恒定正弦振动加速度幅值a，通过扫频获得不同负载电阻RL下压电发电机输出电压与振动频率的关系曲线；步骤二，根据步骤一获得的不同负载电阻RL下压电发电机输出电压与振动频率的关系曲线，确定短路谐振频率fsc、开路谐振频率foc、静态电容Cmc、机械品质因数Qoc、最大功率值Popt、电阻值RML、短路谐振电压VML(ωsc)；步骤三，将得到的fsc、foc、Cmc、Qoc、Popt、RML、VML(ωsc)、a，带入以下公式计算得到压电发电机电路模型参数：等效电感Lm、等效电容Cm、等效电阻Rm、压电发电机的等效输入应力VF、压电发电机的压电耦合系数A、压电发电机的静态电容Cmc的值，VF＝maRm＝A2RML其中，m是压电发电机的等效质量，ωoc是开路谐振频率所对应的角频率，ωsc是短路谐振频率所对应的角频率；所述静态电容Cmc由电容表测量压电发电机电容得到。