摩擦—电磁复合式高效能量采集器设计研究

发布时间：2022-08-09 20:34

　　近年来,随着5G技术的成熟以及不断普及,物联网技术将逐渐渗入我们生活的方方面面。然而,在物联网普及过程中,为无线监测网络节点供能成为亟待解决的问题。传统化学能电池因其使用寿命有限、环境污染等弊端,已不再适用于物联网配套电源的发展趋势。采用将摩擦纳米发电机与电磁发电机耦合制备出具有较好的环境适应性、较大输出性能、使用周期长的新型能源采集器件,可以收集环境中机械能并将其转换为电能为传感网络供电而逐渐受到广泛关注。在自然界中存在着多种形式的机械能,包括风能、机械设备振动能、波浪能等。如果将这些分布广泛、易于转换的能量采集并转换为电能,可以满足功耗较低的电子设备的能耗需求。本文针对物联网中电子设备能源供给的实际需求,研制了不同结构的摩擦-电磁复合能量采集器。通过将摩擦发电技术与电磁发电技术集成而拓宽复合能源采集器的频响带宽。本论文主要工作如下:提出并构建了以类凸轮结构为基础,制备高效风能采集的摩擦-电磁复合能量采集器。通过将两种不同的发电技术耦合至同一器件结构中,实现能量采集器的高输出、高转换效率、宽频率响应特性。器件发电单元分别由2组摩擦纳米发电机（TENG）以及2组电磁发电机（EMG）构成... 

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

便携式人体机械能采集发电机Figure1-1Aportablehumanmechanicalenergyharvestinggenerator

非线性二自由度超低频人体运动能量采集器Figure1-2Anonlineartwo-degree-of-freedomultra-lowfrequencyhumanmotionenergyharvester

旋转整流器式能量采集器的设计

【参考文献】：
期刊论文
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[3]磁悬浮式电磁-摩擦复合生物机械能量采集器[J]. 温涛,何剑,张增星,田竹梅,穆继亮,韩建强,丑修建,薛晨阳.  物理学报. 2017(22)
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[6]采用自供电无线传感网络的电线安全监测系统[J]. 邓心方,文玉梅,李平.  传感技术学报. 2014(06)
[7]浅谈传感器与物联网的关系[J]. 缪彩琴.  电子世界. 2013(18)
[8]微型电磁振动能量采集器的研究进展[J]. 苏宇锋,段智勇.  微纳电子技术. 2013(03)

博士论文
[1]压电—电磁复合振动能量采集及其电能提取技术研究[D]. 夏桦康.南京航空航天大学 2017
[2]摩擦压电复合纳米发电机的基础研究及应用[D]. 锁国权.北京科技大学 2017

硕士论文
[1]摩擦—电磁—压电复合式能量采集器的设计研究[D]. 温涛.中北大学 2018
[2]球形永磁阵列振动能量采集器的设计与优化[D]. 丁志强.南京航空航天大学 2014



本文编号：3673242