Horizontal pendulum electromagnetic vibration energy harvester with tunable natural frequency : modeling and design

Abstract

En este artículo presentamos la modelación y consideraciones de diseño para el desarrollo de un cosechador de energía vibratoria electromagnético de tipo rotatorio. Una característica importante es que la configuración de este extractor de energía permite que sea fácilmente personalizable y ajustable en un amplio rango de frecuencias de excitación. Este tipo de extractor de energía está diseñado primordialmente para energizar redes de sensores inalámbricos montados en puntos críticos y de difícil acceso en vehículos pesados o en estructuras sujetas a fuertes vibraciones. Vibraciones lineales en un punto de la estructura vibrante son transformadas en oscilaciones rotacionales, de tal manera que la frecuencia natural del dispositivo depende del momento de inercia más que de la masa de las partes móviles. El momento de inercia a su vez es modificado fácilmente cambiando la posición relativa de una masa acoplada al sistema con respecto al punto de oscilación rotatoria, de forma que la frecuencia natural puede ser ajustada. Los resultados principales corresponden a un modelo dinámico completo del extractor de energía y consejos de diseño importantes que permiten al diseñador lidiar con el sacrificio de potencia de salida al aumentar el rango de frecuencias sintonizable.