振动发电机的系统建模与频率特性分析

来源：电工电能新技术杂志2017年第11期北京时间：

作者：王志华， 张少鹏， 姚涛， 吕殿利， 张惠娟

单位：1.电磁场与电器可靠性省部共建重点实验室，河北工业大学电气工程学院， 天津 300130；
\r\n2.河北工业大学机械工程学院， 天津 300130

摘要：采用两自由度振动模型对振动发电机进行描述，由于非线性磁力的影响，该模型表明电磁式振动发电机是非线性非自治系统。基于该模型，对正弦振动激励下的系统响应进行仿真分析，结果表明，动子与定子的相对位移响应出现了明显的倍频现象，而输出电动势的频率分布更加复杂，不但有对应激励频率的主振动解和亚谐振动解，而且还有对应固有频率的亚谐振动解和超谐振动解，表明系统具有较强的非线性，且随着输入振动能量增大，系统的非线性特征更加明显。在10Hz正弦振动激励下的测试发现，输出电动势的幅频特性在10Hz、20Hz和30Hz处出现峰值，表明输出电动势出现了明显的倍频信号，实验结果与仿真结果的频率特性一致。

关键词：两自由度模型, 系统响应, 非线性, 频率特性, 振动发电

基金资助：国家自然科学基金项目(51107030)、河北省自然科学基金项目(E2012202070)、国家留学基金项目（201506705007）