[发明专利]一种基于变压器的压电能量采集器及其功率优化方法

权利要求书

1.一种基于变压器的压电能量采集器功率优化方法，其特征在于，包括如下步骤：

测量变压器箱体表面振动信号，并对采集到的振动信号进行时频域分析，得到监测点的振动中心频率；

调整压电振子上质量块的位置，使压电振子共振频率等于所述振动中心频率；

通过信号发生器模拟变压器箱体表面振动波形，作用于调频后的压电能量采集器，测量其输出特性，并对输出功率进行优化。

2.根据权利要求1所述的基于变压器的压电能量采集器功率优化方法，其特征在于，通过加速度传感器对变压器箱体表面振动信号进行采集。

3.根据权利要求2所述的基于变压器的压电能量采集器功率优化方法，其特征在于，所述时频域分析中，将所述振动信号经傅里叶变换得到频率-加速度曲线，所述振动中心频率为所述频率-加速度曲线中，加速度最大处对应的频率。

4.根据权利要求1所述的基于变压器的压电能量采集器功率优化方法，其特征在于，调整压电振子上质量块的位置时，通过对比质量块不同位置下，共振频率与开路电压、带负载后负载电压和发电功率的变化趋势，对质量块位置进行调整。

5.根据权利要求4所述的基于变压器的压电能量采集器功率优化方法，其特征在于，通过调整质量块与压电振子非固定端边的距离，对质量块的位置进行调整。

6.根据权利要求1所述的基于变压器的压电能量采集器功率优化方法，其特征在于，所述测量其输出特性中，从所述信号发生器模拟输入振动信号，经功率放大器调整输入加速度波形幅值为实测加速度波形幅值，将放大后的信号提供给激振器，作用在激振器上的振动激励信号驱动压电振子振动，压电能量采集器将输出电能连接至负载电阻箱，通过示波器观察压电阵列的开路输出电压，并对负载电阻输出的负载电压和负载功率进行记录。

7.根据权利要求6所述的基于变压器的压电能量采集器功率优化方法，其特征在于，对压电能量采集器中压电振子不同串并联进行组合，得到不同组合下的负载电压和负载功率，确定最优的串并联组合方式。

8.一种压电能量采集器，其特征在于，包括若干压电振子，若干压电振子之间通过串并联的方式进行组合，每个所述压电振子包括基板、压电晶片和质量块，所述基板其中一端固定设置于变压器箱体表面，所述压电晶片设置于所述基板靠近固定端，所述质量块可调节设置于非固定端，且可调节与非固定端边的距离，对质量块位置进行调整；

其中，所述压电能量采集器通过如权利要求1至7任一项所述的方法进行功率优化。