面向压电弛振风能回收的接口电路特性研究

发布时间：2020-10-21 21:17

　　 能量回收技术是目前解决无线传感器网络供电问题的替代方案之一,利用环境中的清洁能源发电供能既保护了生态环境,又可以解决电池更换带来的维护问题,其中风能因分布广泛、清洁可再生而被视为有发展价值的环境能量源。在风能回收技术中,基于弛振效应的悬臂梁结构因其起振风速低、风速范围大而被用来实现风能到机械能的转换,压电材料因其结构简单、输出功率大而被广泛用来实现机械能到电能的转换,而能量回收接口电路对提高能量回收效率至关重要。本文以基于弛振效应的L型压电悬臂梁风能回收装置为研究对象,对比分析不同类型能量回收接口电路下的风能回收特性,主要工作和创新点包括:(1)分析压电悬臂梁弛振风能回收装置的结构和工作原理,建立L型压电悬臂梁的机电耦合理论和等效电路模型,通过模态、静态和流固耦合仿真分析L型压电悬臂梁的弛振特性。(2)分析四种经典压电能量回收接口电路的理论特性,设计四种接口电路并建立了电路仿真模型,仿真对比分析四种接口电路的工作电压波形和负载输出特性。(3)制作L型压电悬臂梁风能回收装置并搭建能量回收接口电路,实验测试分析风能回收装置的振动特性以及回收电路特性,对比分析四种接口电路下的L型压电悬臂梁弛振风能回收特性。本文提出的L型压电悬臂梁风能回收系统性能优异,在特定接口电路下输出功率得到大幅提高,有望成为野外无线传感器网络系统的有效供电电源。
【学位单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TP212.9;TN929.5;TN702
【部分图文】：

(c) 风能 (d) 地热能图 1.1 能源利用的方式Fig1.1 Types of energy utilization太阳能的主要利用方式包括光热转换以及光电转换两种，光热转换主要量产生热水、蒸汽等；光电转换主要利用光伏器件把太阳能转换成电能

图 1.2 无线传感器网络的应用领域Fig1.2 Application fields of wireless sensor network些设备仍需由传统电池供电，不能长期使用，从环境中回收风器网络可解决传统电池供电所造成的环境污染的问题。目前小回收功率较低一般在 μW 级别，限制了无线传感器网络的使用

风致旋转装置
【参考文献】

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本文编号：2850614