Optimizing Magnet Spacing to Enhance Power and Energy Density in Magnetically Levitated Electromagnetic Vibration Energy Harvesters

2025

Толық мәтін Ашық қол жеткізу: Gold Метадеректер (CSL-JSON)
DOI 10.3390/mi16121404
Деректер сенімділігі 70 орташа
Бұл баға қалай есептеледі

Ол жазбаның өзінің тексерілетін белгілерінен құралады: мақаланың DOI-і бар ма, оның деректерін қанша тәуелсіз дереккөз растады, міндетті өрістер толтырылған ба және соңғы растау қаншалықты жаңа. Дереккөздер арасындағы алшақтық пен идентификатордың болмауы бағаны төмендетеді. 80-нен бастап мән жазбаның қосымша тексерусіз жарияланғанын, 60-тан 79-ға дейін — оның сенімділігі төмен күйде жарияланғанын және қолмен тексеру ұсынылатынын білдіреді. Редактор қолмен тексерген жазбаны қайта есептеу 90-нан төмен түсірмейді. Бұл — мақаланың өзіне емес, ол туралы деректерімізге берілген баға.

Аңдатпа

In this study, we investigate a magnetically levitated electromagnetic vibration energy harvester (EMEH), in which a movable permanent magnet levitates between two fixed magnets with like poles facing the central magnet. We develop a nonlinear EMEH model and validate it experimentally, achieving strong agreement with the prototype (R2 = 0.95 for RMS EMF). Using this model, we perform a parametric analysis of excitation frequency and the spacing between the fixed magnets (d), yielding practical design criteria for geometry selection. The validated model predicts a narrow maximum; for the present configuration and parameter bounds, it occurs at d ≈ 28 mm with Pout ≈ 151.94 mW, and the corresponding energy density is ρE ≈ 9.84 mW cm−3. These results yield a practical design rule for selecting d given target metrics and dimensional constraints, providing guidance for the design of compact, low-frequency harvesters powering autonomous sensor nodes.