Electromagnetic Vibration Energy Harvesting Devices: Architectures, Design, Modeling and Optimization

مبدل‌های ارتعاش الکترومغناطیسی به عنوان روشی موثر برای برداشت انرژی محیط برای تامین سیستم‌های نظارت سنسور دیده می‌شوند. معماری‌های کوپلینگ الکترومغناطیسی مختلفی به کار گرفته شده‌اند، اما هیچ مقایسه جامعی با توجه به عملکرد خروجی آنها تا کنون انجام نشده است. دستگاه های برداشت انرژی ارتعاش الکترومغناطیسی یک رویکرد بهینه سازی را معرفی می کند که برای تعیین ابعاد بهینه اجزاء (آهن ربا، کویل و آهن پشتی) اعمال می شود. هشت معماری کوپلینگ متداول کاربردی مورد بررسی قرار گرفته‌اند. نتایج نشان می دهد که ابعاد صحیح برای به حداکثر رساندن راندمان تبدیل انرژی اهمیت زیادی دارد. مقایسه، معماری هایی را با بهترین قابلیت عملکرد خروجی به دست می دهد که ترجیحاً باید در برنامه ها به کار گرفته شوند. یک توسعه نمونه اولیه برای نشان دادن اینکه چگونه محاسبات بهینه‌سازی را می‌توان در جریان طراحی ادغام کرد استفاده می‌شود. دستگاه‌های جمع‌آوری انرژی ارتعاش الکترومغناطیسی طراح مبدل‌های ارتعاش الکترومغناطیسی را هدف قرار می‌دهد که مایلند درک عمیق‌تری از این موضوع داشته باشند. به حداکثر رساندن عملکرد خروجی

Electromagnetic vibration transducers are seen as an effective way of harvesting ambient energy for the supply of sensor monitoring systems. Different electromagnetic coupling architectures have been employed but no comprehensive comparison with respect to their output performance has been carried out up to now. Electromagnetic Vibration Energy Harvesting Devices introduces an optimization approach which is applied to determine optimal dimensions of the components (magnet, coil and back iron). Eight different commonly applied coupling architectures are investigated. The results show that correct dimensions are of great significance for maximizing the efficiency of the energy conversion. A comparison yields the architectures with the best output performance capability which should be preferably employed in applications. A prototype development is used to demonstrate how the optimization calculations can be integrated into the design–flow. Electromagnetic Vibration Energy Harvesting Devices targets the designer of electromagnetic vibration transducers who wishes to have a greater in-depth understanding for maximizing the output performance.