低频直线运动能量收集装置设计与研究

发布时间：2023-02-25 18:54

　　直线运动,作为一种自然界常见的振动,有着多种多样的形式,包括海洋波浪、人体行走、悬架系统振动等。蓝色能源的提出,指出了海洋中存在的巨大潜在能源,其中就包括波浪能这类的低频能源。低频直线能量收集技术将这些振动能量收集,运用于物联网、分布式传感网络等,将会给社会带来巨大的经济效益。利用直线发电机收集环境中的直线运动能量,是一种简单方便的方法。考虑到直线运动的特征,本文舍弃传统的电磁式发电方式——这种发电方式适用于50Hz以上的工作频率。摩擦纳米发电机(TENG),其发电特性来源于麦克斯韦位移电流的第二项,与材料介质的极化有关。这导致了摩擦纳米发电机在低频下的高效发电特性。为了更好收集环境中具有复杂性和随机性的直线运动能量,本文在如何提高低频直线运动能量收集方面进行了研究和讨论。本文从麦克斯韦方程组对摩擦纳米发电的机理进行了分析讨论,对摩擦纳米发电机的低频适应性进行了解释。并且通过与电磁发电机理的对比,说明了其低频优越性。同时,本文从压电能量收集着手,分析了两种在压电能量收集领域的经典收集系统——线性收集系统和非线性收集系统。在此基础上,本文提出了一种新型的非线性接触分离式摩擦纳米直线发电机...

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 低频直线运动能量的收集方法
        1.2.1 电磁收集方法
        1.2.2 压电收集方法
        1.2.3 摩擦纳米发电收集方法
    1.3 论文的研究内容
    1.4 论文的章节安排
第二章 基本工作机理
    2.1 摩擦纳米发电机的基本发电机理
    2.2 结构分析
第三章 结构设计以及模型分析
    3.1 能量收集装置工作概述
        3.1.1 工作模式
        3.1.2 工作指标
    3.2 结构设计
    3.3 物理模型
    3.4 材料制备与特性
第四章 实验论证
    4.1 受迫力工作模式下的低频响应
    4.2 惯性力工作模式下的低频宽频响应
    4.3 实际环境激励下装置的响应
第五章 总结与展望
    5.1 论文的主要工作
    5.2 论文的创新点
    5.3 论文的不足
    5.4 展望
参考文献
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况



本文编号：3749006