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논문 기본 정보

자료유형
학술저널
저자정보
Miah Abdul Halim (Kwangwoon University) Dae Heum Kim (Kwangwoon University) Jae Yeong Park (Kwangwoon University)
저널정보
대한전기학회 Journal of Electrical Engineering & Technology Journal of Electrical Engineering & Technology Vol.11 No.3
발행연도
2016.5
수록면
707 - 714 (8page)

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We present a piezoelectric energy harvester with stopper-engaged dynamic magnifier which is capable of significantly increasing the operating bandwidth and the energy (power) harvested from a broad range of low frequency vibrations (<30 Hz). It uses a mass-loaded polymer beam (primary spring-mass system) that works as a dynamic magnifier for another mass-loaded piezoelectric beam (secondary spring-mass system) clamped on primary mass, constituting a two-degree-of-freedom (2-DOF) system. Use of polymer (polycarbonate) as the primary beam allows the harvester not only to respond to low frequency vibrations but also generates high impulsive force while the primary mass engages the base stopper. Upon excitation, the dynamic magnifier causes mechanical impact on the base stopper and transfers a secondary shock (in the form of impulsive force) to the energy harvesting element resulting in an increased strain in it and triggers nonlinear frequency up-conversion mechanism. Therefore, it generates almost four times larger average power and exhibits over 250% wider half-power bandwidth than those of its conventional 2-DOF counterpart (without stopper). Experimental results indicate that the proposed device is highly applicable to vibration energy harvesting in automobiles.
#2-DOF system #Base stopper #Dynamic magnifier #Frequency up-conversion #Mechanical impact #Wideband operation

목차

Abstract
1. Introduction
2. Harvester Principle and Fabrication
3. Experimental Results and Discussion
4. Conclusion
References

참고문헌 (30)

참고문헌 신청
Z. Xiao, T. Q. Yang, Y. Dong, and X. C. Wang, Energy harvester array using piezoelectric circular diaphragm for broadband vibration, Appl. Phys. Lett., Vol. 104, No. 22, pp. 223904-1–223904-4, Jun. 2014. google schola E. K. Reilly, F. Burghardt, R. Fain, and P. Wright, Powering a wireless sensor node with a vibrationdriven piezoelectric energy harvester, Smart Mater. Struct., Vol. 20, No. 12, pp. 125006, Nov. 2011. google schola A. Mathers, K. S. Moon, and J. Yi, A vibration-based PMN-PT energy harvester, IEEE Sens. J., Vol. 9, No. 7, pp. 731-739, Jul. 2009. google schola S. R. Anton and H. A. Sodano, A review of power harvesting using piezoelectric materials (2003-2006), Smart Mater. Struct., Vol. 16, No. 3, pp. R1-R21, May 2007. google schola C. B. Williams and R. B. Yates, Analysis of a microelectric generator for micro systems, Sens. Actuators A, Vol. 52, No. 1-3, pp. 8-11, Mar.-Apr. 1996. google schola

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