轴承自供能监测的径向电磁式能量俘获建模与实验研究

作     者：张颖 曹军义 朱红宇 Ying Zhang;Junyi Cao;Hongyu Zhu

作者机构：西安交通大学现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室 

基　　金：国家自然科学基金项目(51575426,51811530321) 国家重点研发计划项目(2016YFB1200103)资助 

出 版 物：《固体力学学报》 (Chinese Journal of Solid Mechanics)

年 卷 期：2019年第40卷第5期

页      码：458-466页

摘      要：无线网络和低功耗微电子技术的进步推动着设备健康监测技术的网联化和智能化发展.轴承作为旋转设备的关键部件,对国防、轨道交通、风电等重大装备的健康状态起到了非常重要的作用,实现轴承状态监测的微型化和自供能是装备智能化的重要技术基础.论文针对于轴承无线传感器网络的供能问题,提出了一种用于轴承自供能监测的径向电磁式旋转能量俘获建模方法,并通过引入环形Halbach永磁阵列增强了线圈中的磁场强度,提高了能量俘获系统的输出性能.基于磁荷理论和空间坐标变换给出了环形Halbach永磁阵列的径向磁场计算方法,进而利用电磁感应原理建立了电磁式旋转能量俘获系统的输出电压模型,仿真分析了不同参数对系统输出电压的影响.有限元仿真和不同转速下的实验结果验证了所建立模型预测输出电压的准确性,同时功率测试实验表明设计的俘能系统在1000 rpm转速下可实现81.2 mW的输出功率.

主 题 词：能量俘获 轴承状态监测 机电建模 电磁感应 

学科分类：08[工学] 0812[工学-测绘类] 

核心收录：

D　O　I：10.19636/j.cnki.cjsm42-1250/o3.2019.024

馆 藏 号：203807282...