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悬臂梁式压电能量俘获器的研究现状

悬臂梁式压电能量俘获器是能量俘获技术中的核心组件,其性能的优劣关系着俘获电能的多少及能量转换效率的高低。综述了压  (本文共4页) 阅读全文>>

兰州大学
兰州大学

压电悬臂梁能量俘获器仿真分析与实验研究

在过去,人们主要使用干电池为无线传感器等设备供电,但是干电池的寿命有限,需要不断的更换新电池,并且大部分无线传感器等设备的工作环境恶劣,节点分布广泛,逐一进行更换电池需要昂贵的费用。随着电子技术的不断进步,无线传感器等设备所需要的功耗越来越低,从设备周边的环境中获取能量为之供电成为了可能。本文主要从仿真分析和实验分析的角度对压电悬臂梁能量俘获器的俘获性能进行了系统研究,具体的工作内容如下:(1)建立了反向梯形压电振子能量俘获器仿真模型,讨论了不同上底宽度的压电振子、质量块的重量、支撑板的长度、外界激励和不同负载电阻对能量俘获器收集性能的影响。研究发现,当上底宽度为10mm时,收集的电压为6.7V,当上底宽度为4mm时,收集到的电压为8.1V,电压提高了约20.9%,由此可以看出,随着梯形压电振子上底宽度的减小,收集到的电压更高,同时也更加节省材料。(2)建立了机械能-磁能能量俘获器的仿真模型,利用悬臂梁结构对机械能进行收集,利用...  (本文共81页) 本文目录 | 阅读全文>>

合肥工业大学
合肥工业大学

悬臂式压电俘能器力电耦合模型及参数对性能影响研究

在过去的几十年中,一些研究人员致力于利用压电效应从环境振动中获取能量,为无线传感器网络等小型电子元件提供电力需求。人们建立了多种几何构型压电俘能器的数学模型并进行了实验验证,最常见压电俘能器的构型是悬臂梁结构。本文探讨了如下研究内容:根据压电线性连续体的内能并利用勒让德变换,推导了四种不同的本构方程和相对应的热力学势能。论证了三维压电弹性体力电耦合问题的Hamilton变分原理等价于压电弹性体的运动微分方程和电位移应该满足的散度方程和力的边界条件以及电荷的边界条件。根据伯努利梁的假设,给出压电层合梁的Hamilton变分原理一般表达式。针对携带有限尺寸尖端质块的悬臂式压电俘能器,考虑尖端质块的偏心距和转动惯量的影响并利用Hamilton变分原理,建立了压电双晶片悬臂式压电俘能器的分布参数型力电耦合的运动微分方程。采用分离变量法和梁的振型函数,将力电耦合运动微分方程方程转化为常微分方程。在简谐基底激励下,提出了携带有限尺寸尖端质块...  (本文共226页) 本文目录 | 阅读全文>>

西安理工大学
西安理工大学

雨滴冲击压电悬臂梁发电系统的动力学分析

对于能源短缺问题,人们一直以来都在寻求解决的方法,其中利用环境振动进行自供电的微型电子设备倍受很多研究学者的青睐,尤其是对于压电式结构俘能器更加喜欢,这其中的原因在于压电结构简单且容易实现双稳态及多稳态现象,这样便更有利于提高发电的效率。生活中,基于环境振动的形式有很多,而将雨滴的动能通过装置转换为电能已经被证明是可行的。目前对于雨滴动能能量俘获的研究,基本上是直接利用雨滴冲击压电材料而达到发电效果,这样不仅需要大面积的压电材料,而且也会大大降低其动能能量收集效率,从而达不到经济要求。因而,将压电悬臂梁发电系统用于雨滴动能能量的收集,已经成为了一种新型的研究方向。本文以压电悬臂梁发电系统作为研究对象,利用数值模拟和实验测试研究了雨滴参数以及结构参数对发电系统动力学特性的影响,这一项研究将对于在雨滴冲击的实际情况下,压电悬臂梁发电系统的设计及其应用都会有指导意义。本文主要研究工作包括以下几个方面:1.全面地总结了压电发电的情况,主...  (本文共64页) 本文目录 | 阅读全文>>

西安科技大学
西安科技大学

振动能量供电的矿用无线监测节点研制

传统有线监测所存在的传感器布线难、通信难和能量供给难等问题已不能满足现代化煤矿井下的监测要求,借助振动能量收集技术和无线传感网络技术,设计振动能量供电的矿用无线监测节点,有望解决煤矿井下复杂环境中的设备监测问题。针对项目组前期设计的四种压电俘能器,分别对其进行性能分析,从能量输出、俘能带宽和结构特点三个方面完成选型,作为无线监测节点俘能单元。分析选型后压电俘能器的效率影响因素,结合采掘激励下振动特性,制定适用于煤矿采掘装备工作环境下的压电俘能器系列化准则,使得压电俘能器能够对不同机械部位高效俘能。根据压电俘能器能量输出的特点和无线监测节点性能要求,完成节点软硬件设计。通过四路并联微能量收集电路和储能电路实现压电俘能器俘获能量的整理和存储,并解决压电材料在机电耦合过程中高阻抗和极小电流的问题;设计稳压电源电路为节点提供稳定能量来源;搭建CC2530无线传感模块硬件平台实现传感器信号采集、调理和无线通信;针对节点实际性能要求进行程序...  (本文共67页) 本文目录 | 阅读全文>>

《农村电工》2015年11期
农村电工

计量装置故障及电能量退补计算

熟悉掌握各种故障时的电能量退补计算方法,是做好营销工作的基础之一。电能量退补计算是指...  (本文共1页) 阅读全文>>

《农村电工》2010年03期
农村电工

引起电能量异常的原因分析及对策

在抄核收"五分离"的初期,除用户窃电或私自增容可引起电能量异常外,还有...  (本文共1页) 阅读全文>>