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振动能量收集器的特性研究与数值分析

发布时间:2018-01-04 20:10

  本文关键词:振动能量收集器的特性研究与数值分析 出处:《南京航空航天大学》2014年硕士论文 论文类型:学位论文


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【摘要】:随着电子技术的高度发展,,电子元件的功耗不断降低,使自供电的能量收集器的应用成为可能。振动作为一种清洁、可再生、且普遍存在的能源近年来受到人们越来越多的关注,基于振动的能量收集技术因其广阔的应用前期也得到迅速发展。 本文针对振动能量特点和对压电、电磁能量收集技术的研究,设计了一种内冲击型压电电磁复合式振动能量收集器,并通过实验和理论分析,研究电机性能,结果表明冲击型结构和多模式能量收集方式可以显著提高电机的能量收集性能。 因为振动能量收集器收集的能量相对过小,不能直接给电子元件供电,因此需要采用储能电路对收集到的能量进行存储再利用。这里我们主要研究了振动发电机的压电部分,找出压电振动发电机正确的等效电路模型并通过PSPICE电路仿真软件进行建模计算,结合实验找出电机最佳储能电容,并分析模型中各个参数对最佳储能电容的值的影响。 后来我们又对内冲击型压电振动发电机进行深入研究,主要分析了非均匀厚度悬臂梁结构,设计了3种不同拓扑结构的悬臂梁结构并通过实验和有限元仿真分析,研究各个结构的能量收集性能,得到非均匀厚度悬臂梁能显著提高电机性能。
[Abstract]:With the rapid development of electronic technology, power electronic components continue to decrease, the application of self energy collector power supply possible. Vibration is a kind of clean, renewable energy, and widespread in recent years has attracted more and more attention, the vibration energy harvesting technology because of its wide application has also been developed rapidly. Based on the previous
According to the characteristics of piezoelectric vibration energy and electromagnetic energy collection technology, research, design a kind of internal impact type piezoelectric composite electromagnetic vibration energy collector, and through experiments and theoretical analysis, the research results show that the motor performance, impact structure and multi mode energy collecting method can significantly improve the performance of motor energy collection.
Because the collection of vibration energy collector energy is too small, not directly to the power supply of electronic components, so it is necessary to adopt a storage circuit to collect the energy storage and utilization. Here we mainly study the piezoelectric vibration generator part, find out the pressure equivalent circuit model of electric vibration generator right and through the PSPICE circuit simulation software for modeling according to the experimental calculation, find out the best motor capacitor, and analysis of various parameters in the model on optimal storage capacitor value.
We then the impact type piezoelectric vibration generator are studied, the main analysis of the non-uniform thickness of cantilever beam structure, designed 3 kinds of different topology cantilever beam structure by experiments and finite element simulation analysis, energy harvesting performance of each structure, non uniform thickness of cantilever beam can significantly improve motor performance.

【学位授予单位】:南京航空航天大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TM619

【参考文献】

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4 闫震;何青;;激励环境下悬臂梁式压电振动发电机性能分析[J];中国电机工程学报;2011年30期



本文编号:1379902

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