铁镓合金振动收集器的输出特性分析与能量存储方法研究

发布时间：2021-10-28 09:27

　　随着无线电通讯以及微机电系统的迅猛发展,无线传感网络节点、微处理器等功耗较低的微型器件有了较好的发展前景,但这些微型器件的能量供应问题一直是其发展的瓶颈之一。众所周知,目前微型器件采用的供电方式主要是电池供电,但由于这些器件常用于环境恶劣或者不易拆卸的场合,因此更换电池变的十分困难。环境振动作为广泛存在于自然界的一种振动能量形式,把环境中的振动转换为电能可以为微型器件的供电问题提供一种解决方法。随着对超磁致伸缩材料研究的不断探索,基于超磁致伸缩材料的能量收集技术受到各界学者和专家的关注。本文基于超磁致伸缩材料,对磁致伸缩悬臂式振动收集装置的输出特性和能量收集与存储技术进行了研究。首先,本文以磁致伸缩逆效应作为理论基础,分析比较了磁致伸缩能量收集技术的研究现状以及两种超磁致伸缩材料的振动特性,选用薄片状Fe-Ga合金作为振动收集装置的振动源材料。基于悬臂梁结构的质量-弹簧-阻尼模型建立了悬臂式能量收集装置的输出电压模型,并对收集装置外接负载电阻时的输出功率特性进行了理论分析。此外,对磁致伸缩悬臂梁进行弯曲振动分析,求出了悬臂梁自由端激励和基座激励时的振动微分方程。对磁致伸缩悬臂梁结构进行... 

【文章来源】：沈阳工业大学辽宁省

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

电磁式振动发电装置的原理图

第 1 章 绪论动收集器[14]，如图 1.2 所示。该器件总体积为 150mm3，包括基底、感应线圈和dFeB 磁铁的弹簧梁等。当该振动收集器工作在共振模态下时，在振动频率为 52 0.59m/s2加速度的外部激励下，当收集器外接 4K 的负载时，其产生的电压28mV，最大输出功率为 46μW，对应的功率密度为 307μW/cm3。2012 年，巴黎elnavaz 等人研究了一种电磁式直线共振的能量收集器用来收集人体呼吸产生的能5]，其结构如图 1.3 所示。当人体呼吸造成导管内的空气产生流动时，可移动磁体空气发生移动，使周围线圈内的磁通量产生变化，进而使线圈中产生感应电压。实验可知，在人体正常的呼吸周期，当上下两固定磁体的距离为 40mm 时可产生的输出电压，最大电压为 25mV。

种电磁式直线共振的能量收集器用来收示。当人体呼吸造成导管内的空气产生围线圈内的磁通量产生变化，进而使线常的呼吸周期，当上下两固定磁体的距压为 25mV。图 1.2 微型电磁式振动收集器的结构图icro electromagnetic type vibration collector struc

【参考文献】：
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本文编号：3462621