驰振压电采集器和分段压电优化法
发布时间：2021-09-11 13:32
随着无线电技术和微机电系统的不断发展,对微型系统的供电需求提出了新的要求,因为微型系统的体积较小,安装环境复杂,传统的供电手段,体积较大,维护频率和成本过高。寻找新型的供电方式成为亟需解决的问题之一。能量采集技术应运而生,作为一种可以收集外界废弃能量,为低功率电子元器件提供运行所需要的电能。该技术一方面可以减少由电池更换而带来的废弃物,所以具有保护生态环境的意义,另一方面还可以降低维护和保养成本,所以也具备经济效益。正是因为这些优点,再加上当今低功率的电子元件和无线电传感技术的发展需要,能量采集领域已经受到学术界和工业界的广泛关注。近年来研究热门课题之一是利用气动弹性现象中的振动的能量转化为可用的电能。对于在机翼或者其他气动装置上的压电能量采集旨在利用结构气动弹性振动的机械能转化为可以用的电能,为监测气动装置的传感器供电。气动弹性能量采集其核心思想是将结构气动弹性振动的机械能转化为电能输出,实现对气动弹性现象的有效利用。从能量采集的角度看,气动弹性现象是潜力能量源,二者的结合具有一定优势,气动弹性的自激特性能简化能量采集装置的设计。此外,气动弹性能量采集为小尺度风力发电提供了新的途径。...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
各材料功率密度和电压的对比情况
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-3-图1-2Leland的能量采集器图1-3Kim的二方向收集器环境中的振动往往具有多方向、大小随机的特点，单一方向传递的能量往往较小[12]。故而，单方向能量采集器即使具有很高的俘能效率[2,20]，也无法俘获到可观的能量。如果能够收集多个方向的振动能，那么收集到的能量将会大大提高[42]。基于这个想法，学者们设计了诸多巧妙的多方向能量采集器。如图1-3Kim[15]等人设计了可以收集两个方向能量的压电能量采集器。两个平行的压电悬臂梁共用相同的端部质量块。此质量块可以转动也可以沿着套杆移动，因而具有两个自由度，可以采集到两个方向的振动能[21]。图1-4多模态压电能量采集器图1-5悬臂梁列阵采集系统哈尔滨工业大学于开平团队[22]的多模态压电能量采集器如图1-4和上海交通大学刘景全团队[23]的悬臂梁列阵采集系统如图1-5。通过调节梁的数量和梁上质量块质量，从而实现调节结构的固有频率。在低频采集方面，哈尔滨工业大学于开平团队[24]，研发了一种“三明治”压电能量采集器。有着比一般压电能量采集器更加低的共振频率，对低频振源有着更好的采集效率。1.2.2气动弹性能量采集方面的研究当气体与物体相对运动时，总会出现气动弹性振动现象，因此如何将无处不在的气动弹性振动转化为电能已经成为当前的研究热点[6,13]。目前国内外对于气动弹
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-3-图1-2Leland的能量采集器图1-3Kim的二方向收集器环境中的振动往往具有多方向、大小随机的特点，单一方向传递的能量往往较小[12]。故而，单方向能量采集器即使具有很高的俘能效率[2,20]，也无法俘获到可观的能量。如果能够收集多个方向的振动能，那么收集到的能量将会大大提高[42]。基于这个想法，学者们设计了诸多巧妙的多方向能量采集器。如图1-3Kim[15]等人设计了可以收集两个方向能量的压电能量采集器。两个平行的压电悬臂梁共用相同的端部质量块。此质量块可以转动也可以沿着套杆移动，因而具有两个自由度，可以采集到两个方向的振动能[21]。图1-4多模态压电能量采集器图1-5悬臂梁列阵采集系统哈尔滨工业大学于开平团队[22]的多模态压电能量采集器如图1-4和上海交通大学刘景全团队[23]的悬臂梁列阵采集系统如图1-5。通过调节梁的数量和梁上质量块质量，从而实现调节结构的固有频率。在低频采集方面，哈尔滨工业大学于开平团队[24]，研发了一种“三明治”压电能量采集器。有着比一般压电能量采集器更加低的共振频率，对低频振源有着更好的采集效率。1.2.2气动弹性能量采集方面的研究当气体与物体相对运动时，总会出现气动弹性振动现象，因此如何将无处不在的气动弹性振动转化为电能已经成为当前的研究热点[6,13]。目前国内外对于气动弹
【参考文献】：
期刊论文
[1]气动弹性能量采集系统空气动力建模研究综述[J]. 吴沂宁,李道春,向锦武. 气体物理. 2016(04)
硕士论文
[1]多方向宽频带振动能量收集器研究[D]. 郭磊.重庆大学 2016
本文编号：3393088
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
各材料功率密度和电压的对比情况
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-3-图1-2Leland的能量采集器图1-3Kim的二方向收集器环境中的振动往往具有多方向、大小随机的特点，单一方向传递的能量往往较小[12]。故而，单方向能量采集器即使具有很高的俘能效率[2,20]，也无法俘获到可观的能量。如果能够收集多个方向的振动能，那么收集到的能量将会大大提高[42]。基于这个想法，学者们设计了诸多巧妙的多方向能量采集器。如图1-3Kim[15]等人设计了可以收集两个方向能量的压电能量采集器。两个平行的压电悬臂梁共用相同的端部质量块。此质量块可以转动也可以沿着套杆移动，因而具有两个自由度，可以采集到两个方向的振动能[21]。图1-4多模态压电能量采集器图1-5悬臂梁列阵采集系统哈尔滨工业大学于开平团队[22]的多模态压电能量采集器如图1-4和上海交通大学刘景全团队[23]的悬臂梁列阵采集系统如图1-5。通过调节梁的数量和梁上质量块质量，从而实现调节结构的固有频率。在低频采集方面，哈尔滨工业大学于开平团队[24]，研发了一种“三明治”压电能量采集器。有着比一般压电能量采集器更加低的共振频率，对低频振源有着更好的采集效率。1.2.2气动弹性能量采集方面的研究当气体与物体相对运动时，总会出现气动弹性振动现象，因此如何将无处不在的气动弹性振动转化为电能已经成为当前的研究热点[6,13]。目前国内外对于气动弹
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-3-图1-2Leland的能量采集器图1-3Kim的二方向收集器环境中的振动往往具有多方向、大小随机的特点，单一方向传递的能量往往较小[12]。故而，单方向能量采集器即使具有很高的俘能效率[2,20]，也无法俘获到可观的能量。如果能够收集多个方向的振动能，那么收集到的能量将会大大提高[42]。基于这个想法，学者们设计了诸多巧妙的多方向能量采集器。如图1-3Kim[15]等人设计了可以收集两个方向能量的压电能量采集器。两个平行的压电悬臂梁共用相同的端部质量块。此质量块可以转动也可以沿着套杆移动，因而具有两个自由度，可以采集到两个方向的振动能[21]。图1-4多模态压电能量采集器图1-5悬臂梁列阵采集系统哈尔滨工业大学于开平团队[22]的多模态压电能量采集器如图1-4和上海交通大学刘景全团队[23]的悬臂梁列阵采集系统如图1-5。通过调节梁的数量和梁上质量块质量，从而实现调节结构的固有频率。在低频采集方面，哈尔滨工业大学于开平团队[24]，研发了一种“三明治”压电能量采集器。有着比一般压电能量采集器更加低的共振频率，对低频振源有着更好的采集效率。1.2.2气动弹性能量采集方面的研究当气体与物体相对运动时，总会出现气动弹性振动现象，因此如何将无处不在的气动弹性振动转化为电能已经成为当前的研究热点[6,13]。目前国内外对于气动弹
【参考文献】：
期刊论文
[1]气动弹性能量采集系统空气动力建模研究综述[J]. 吴沂宁,李道春,向锦武. 气体物理. 2016(04)
硕士论文
[1]多方向宽频带振动能量收集器研究[D]. 郭磊.重庆大学 2016
本文编号：3393088
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/hangkongsky/3393088.html
