Исследование характеристик магнитоэлектрических элементов магнитоэлектрического синхронного генератора
https://doi.org/10.34680/2076-8052.2025.1(139).123-134
Аннотация
Статья посвящена исследованию характеристик магнитоэлектрических элементов для магнитоэлектрического синхронного генератора. В рамках исследования были рассмотрены два типа магнитоэлектрических элементов с разными геометрическими размерами 70×12×0,54 мм и 30×10×0,54 мм. Рассматривается влияние размеров магнитоэлектрических элементов генератора на эффективность преобразования. Результаты измерений показывают возможность применения магнитоэлектрических элементов для создания генератора. В статье представлены характеристики элементов в резонансном режиме и нерезонансном режиме. Измерения показали, что на резонансной частоте выходная мощность может значительно увеличиваться. Так, выходная мощность на резонансной частоте около 51 кГц составила 0,9 мВт. Полученные результаты демонстрируют значительный потенциал для использования магнитоэлектрических элементов в генераторах энергии, а использование нескольких таких элементов в резонансном режиме позволит генерировать десятки ватт мощности, что делает такие устройства перспективными для питания энергонезависимых устройств.
Об авторах
В. А. Мисилин
Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого
Россия
Россия
Мисилин Василий Александрович – аспирант, инженер-исследователь
Великий Новгород
Е. В. Кузьмин
АО «ОКБ-Планета»
Россия
Россия
Кузьмин Евгений Валентинович – инженер-технолог I категории
Великий Новгород
Р. В. Петров
Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого
Россия
Россия
Петров Роман Валерьевич – доктор физико-математических наук, доцент, профессор
Великий Новгород
Список литературы
1. Bichurin M. I., Petrov V. M., Petrov R. V., Tatarenko A. S. Magnetoelectric Composites. Singapore: Pan Stanford Publishing Pte. Ltd, 2019. 296 p.
2. Nan C. W., Bichurin M. I., Dong S., Viehland D., Srinivasan G. Multiferroic magnetoelectric composites: Historical perspective, status, and future directions // Journal of Applied Physics. 2008. 103. 031101. DOI: 10.1063/1.2836410
3. Petrov R. V., Kolesnikov N. A., Bichurin M. I. Magnetoelectric alternator // Energy Harvesting and Systems. 2016. 3 (2). 173–180. DOI: 10.1515/ehs-2015-0024
4. Петров Р. В., Колесников Н. А., Бичурин М. И. Устройство сбора энергии с применением магнитоэлектрических элементов // Фундаментальные исследования. 2015. 7-4. 712–717.
5. Ma Z., Ai J., Shi Y., Wang K., B Su. A superhydrophobic droplet‐based magnetoelectric hybrid system to generate electricity and collect water simultaneously // Advanced Materials. 2020. 32 (50). 2006839.
6. Prahadan S., Deshmukh P., Jha S. N., Satapathy S., Majumder S. Solar energy harvesting in magnetoelectric coupled manganese ferrite nanoparticles incorporated nanocomposite polymer films // arXiv:2211.01007. 2022. DOI: 10.48550/arXiv.2211.01007
7. Bochenek D., Niemiec P., Chrobak A. Effect of chemical composition on magnetic and electrical properties of ferroelectromagnetic ceramic composites // Materials. 2021. 14 (10). 2488. DOI: 10.3390/ma14102488
8. Li P., Wen Y., Bian L. Enhanced magnetoelectric effects in composite of piezoelectric ceramics, rare-earth iron alloys, and ultrasonic horn // Applied Physics Letters. 2007. 90. 022503. DOI: 10.1063/1.2431469
9. Saha O., Truong B. D. Roundy S. A review of wireless power transfer using magnetoelectric structures // Smart Materials and Structures. 2022. 31. 113001.
10. Deng Zh., Dapino M. Review of magnetostrictive vibration energy harvesters // Smart Materials and Structures. 2017. 26 (10). 103001. DOI: 10.1088/1361-665X/aa8347
11. Chu Zh., Cui J., Wang Y., Du Z., Pourhosseini A. M. J., Li N., Dan W., Gao X., Liang X. Multilayered magnetoelectric composites for precise and wide-range current sensing // Applied Physics Letters. 2024. 124. 252907. DOI: 10.1063/5.0217772
12. Muhammad S., Arooj F., Aneeza K., Ayesha R., Sana M. Perovskite solar cells and their types // Kashf Journal of Multidisciplinary Research. 2025. 2 (1). 45–90. DOI: 10.71146/kjmr202
13. Kumar A., Newacheck S., Youssef G. Cumulative optimization of magnetoelectric composite-based wireless energy transfer // Engineering Research Express. 2024. 6 (4). 04LT01. DOI: 10.1088/2631-8695/ad81b0
14. Marrella A., Suarato G., Fiocchi S., Chiaramello E., Bonato M., Parazzini M., Ravazzani P. (2023). Magnetoelectric nanoparticles shape modulates their electrical output // Frontiers in Bioengineering and Biotechnology. 2023. 11. 1219777. DOI: 10.3389/fbioe.2023.1219777
15. Bochenek D., Chrobak A., Dercz G., Niemiec P., Brzezińska D., Czaja P. The influence of Terfenol-D content on the structure and properties of multiferroic composites obtained based on PZT-type material and Terfenol-D // Materials. 2025. 18. 235. DOI: 10.3390/ma18020235
16. Bichurin M., Sokolov O., Ivanov S., Leontiev V., Lobekin V., Semenov G., Wang Y. Modeling the converse magnetoelectric effect in the low-frequency range // Sensors. 2023. 24 (1). 151. DOI: 10.3390/s24010151
Рецензия
Для цитирования:
Мисилин В.А., Кузьмин Е.В., Петров Р.В. Исследование характеристик магнитоэлектрических элементов магнитоэлектрического синхронного генератора. Вестник Новгородского государственного университета. 2025;(1(139)):123-134. https://doi.org/10.34680/2076-8052.2025.1(139).123-134
For citation:
Misilin V.A., Kuzmin E.V., Petrov R.V. Study of magnetoelectric elements characteristics for magnetoelectric synchronous generator. Title in english. 2025;(1(139)):123-134. (In Russ.) https://doi.org/10.34680/2076-8052.2025.1(139).123-134
Просмотров:
14
Послать статью по эл. почте 