本研究針對磁吸式壓電獵能器，提出一個基於升頻轉換概念的新型設計機構，並提出數學模型，包括以壓電力學及振動學建立之運動模型以及三維磁力模型，預測獵能器作用時所輸出之電壓與?率。本研究建立有限元素分析模型，並實作原型，以確認設計概念之可行性以及數學模型之正確性。在磁力實驗方面，結果顯示3D模型對於兩磁鐵間距較大的情況下能有效的預估磁力曲線，此外，旋轉角的影響經實驗後僅造成7%的差距，故在數值模擬上忽略旋轉角所帶來的影響，將結果匯入有限元素軟體ANSYS，以暫態分析模擬獵能器之暫態響應。經過實驗、ANSYS與數學模型比對，雖然數學模型在基頻頻率上有8 63%之誤差，但仍可預測其大致之趨勢。從有限元素分析模擬結果可知此設計在最佳阻抗10k歐姆下可以產生0 645mJ的電能，在點亮LED實驗中，獵能器可提供瞬間最大?率774 ?W，足以點亮一顆LED燈。本研究最後利用數學模型針對幾個重要的幾何參數，包含壓電懸臂樑尺寸、金屬裸露長度、以及磁鐵間距等進行最佳化探討，分析結果可做為後續優化獵能器設計之參考。
Design Analysis and Dynamic Measurement of a Novel Piezoelectric Energy Harvester Driven by Magnetic Force
宇軒, 吳. (Author). 2019
學生論文: Doctoral Thesis