路俊虎等：基于驻极体静电俘能器的优化设计与实验测试 495· From 500 Workspace ■ ope 10 0.2×10 抓d dif_CI Sine Wave 9.8 ope 57.1u 图5 Simulink模型 Fig.5 Simulink model 95.1Hz偏移到81.9Hz.如图8所示，随着间隙的 70 减小，半功率带宽逐渐增大，且当空气间隙为0.11 ·表面电位为500V 6 mm时，带宽达到最大值为5.7Hz. 5 1.0m -表面电位为500V 0 三0.6 0.4 0.100.150.200.250.300.35 0.2 空气间隙/mm 图8空气间隙与带宽的关系 8050.10 0.150.200.250.300.35 Fig.8 Relation between the air gap and the bandwidth 空气间隙/mm 图6空气间隙与功率的关系 2.2表面电位 Fig.6 Relation between the air gap and the output power 由图9所示，输出功率是表面电位'，的函数 (V是驻极体表面电荷Q的单调线性函数).当驻 96r 极体的尺寸及外界激励加速度保持恒定时，在空气 间隙为0.2mm,表面电位为800V时输出功率达到 92 一个最大值为0.758mW.之后随着表面电位的增 加，功率随之逐渐减小.如图10所示，表面电位逐 ·表面电位为500V 渐增大时，该俘能结构的谐振频率发生了显著的漂 86 移，当表面电位为1800V时谐振频率从95.1Hz偏 移到82Hz.如图11所示，半功率带宽随着表面电 82 位的增大而增大，且当表面电位为1800V时，带宽 880s0.i00.150200250300350400.45 达到8.6Hz 空气间隙m 2.3负载电阻 图7空气间隙与谐振频率的关系 如图12所示，负载电阻如同空气间隙及驻极体 Fig.7 Relation between the air gap and the resonant frequency 表面电位一样，也是影响该俘能输出特性的关键参路俊虎等: 基于驻极体静电俘能器的优化设计与实验测试 图 5 Simulink 模型 Fig． 5 Simulink model 95. 1 Hz 偏移到 81. 9 Hz． 如图 8 所示，随着间隙的 减小，半功率带宽逐渐增大，且当空气间隙为 0. 11 mm 时，带宽达到最大值为 5. 7 Hz． 图 6 空气间隙与功率的关系 Fig． 6 Ｒelation between the air gap and the output power 图 7 空气间隙与谐振频率的关系 Fig． 7 Ｒelation between the air gap and the resonant frequency 图 8 空气间隙与带宽的关系 Fig． 8 Ｒelation between the air gap and the bandwidth 2. 2 表面电位 由图 9 所示，输出功率是表面电位 Vs 的函数 ( Vs 是驻极体表面电荷 Q 的单调线性函数) ． 当驻 极体的尺寸及外界激励加速度保持恒定时，在空气 间隙为 0. 2 mm，表面电位为 800 V 时输出功率达到 一个最大值为 0. 758 mW． 之后随着表面电位的增 加，功率随之逐渐减小． 如图 10 所示，表面电位逐 渐增大时，该俘能结构的谐振频率发生了显著的漂 移，当表面电位为 1800 V 时谐振频率从 95. 1 Hz 偏 移到 82 Hz． 如图 11 所示，半功率带宽随着表面电 位的增大而增大，且当表面电位为 1800 V 时，带宽 达到 8. 6 Hz． 2. 3 负载电阻 如图 12 所示，负载电阻如同空气间隙及驻极体 表面电位一样，也是影响该俘能输出特性的关键参 · 594 ·