面向采煤设备状态监测的振动能量收集器研究

发布时间：2021-11-26 16:44

　　煤炭产业是我国经济飞速发展过程中的主要能源供应产业。随着煤炭产业的机械化、自动化程度不断提高,其生产过程中的安全隐患逐渐引起了国家的高度重视。为了减少事故的发生,需要对采煤设备进行状态监测。由于采煤设备具有强旋转的特点,跟旋的状态监测系统会出现缠绕问题等很难进行有线安装。因此,为了保证采煤设备的正常工作和煤矿环境的安全,通常采用无线温度和振动传感节点对采煤设备进行监测。本课题利用采煤设备的工作环境存在丰富的振动能,通过电磁式和摩擦式换能原理,将其有效转换为电能,为无线温度和振动传感节点的供电问题提供解决方案。采煤设备工作环境中存在的振动源,具有频率不一、振幅不同等特点,如提升机卷筒工作时的低频振动,和采煤机螺旋滚筒工作面与煤层切割时的较高频振动等。因此本文针对不同的频率环境设计研发了旋转式和振动式两种类型的能量收集器。旋转式能量收集器利用定子磁铁和转子磁铁相互吸引的方式,形成旋转磁铁和固定线圈的相对转动的结构,实现较高的电磁感应电动势输出。在此基础上基于电磁和摩擦复合换能的方式,提高了能量收集器的功率密度输出。旋转式能量收集器适用于0-10 Hz左右的低频振动环境。振动式能量收集器采用... 

【文章来源】：苏州大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

无线传感器网络的系统结构图

大型采煤设备

图 1-3 旋转结构的低频能量收集器[27]图 1-4 球体结构的低频能量收集器[28]来自澳大利亚 DST 组的 Moss[28]等人，也提出过一种滚动式的能量收集器。如图1-4，该收集器充分利用了球体结构的优势，将振动产生的振幅转化为腔体内磁性球体的滚动，从而与正上方固定的线圈发生相对运动，根据电磁感应定律在线圈中产生

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本文编号：3520549