农业机械学报

作者：阚君武，吕鹏，王进，张忠华，范春涛，王淑云

单位：浙江师范大学；浙江省城市轨道交通智能运维技术与装备重点实验室,浙江师范大学,浙江师范大学,浙江师范大学；浙江省城市轨道交通智能运维技术与装备重点实验室,浙江师范大学,浙江师范大学；浙江省城市轨道交通智能运维技术与装备重点实验室,

关键词：脱涡致振; 压电; 风力发电机; 农业状态监测系统; 迎风角

基金：国家自然科学基金项目(61574128、51877199、52077201)、浙江省重点研发计划项目（2021C01181）、浙江省自然科学基金项目(LY20F010006)和国家大学生创新创业计划项目(201910345047)

为满足农业遥感监测系统的供电需求，减少化学电池对水和土壤的污染，提出一种脱涡致振式压电风力发电机，并从理论和试验两方面进行了研究。建立了脱涡致振式压电风力发电机的理论模型，通过仿真分析研究迎风角、压电振子长度及风速对压电振子变形量的影响，并对发电机样机进行了测试试验。结果表明，不同风速下均存在两个最佳迎风角，使发电机输出电压较大，压电振子长度为60、78?mm，风速为7.6、11.6、12.4?m/s时的两个最佳迎风角分别为(35°,135°)、(45°,125°)、(50°,120°)和(35°,120°)、(40°,115°)、(45°,110°)。当迎风角为120°时，存在最佳风速，使发电机输出电压达到最大；随着压电振子长度的增加，最佳风速由12.4?m/s降低到8.4?m/s，其对应的最大输出电压由16.6?V增加为16.8?V。当外接电阻为150?kΩ、迎风角为30°时，试验测得最大输出功率为1?mW。研究表明，根据实际风速确定合理的迎风角及压电振子长度可提高发电机的发电能力。

来源：2021年第4期

《农业机械学报》期刊编辑部

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