基于压电电磁的复合俘能技术研究

发布时间：2020-12-28 20:10

　　随着低功耗电子设备制造技术的日益发展,研究人员越来越关注使用分布式无线传感器网络进行环境和结构监测的应用。目前无线传感器网络节点大多使用电池供电,传统化学电池的供电方式存在寿命短、更换成本高、污染环境等缺点,这极大地限制了无线传感器网络的发展。而地球环境中的能量几乎无处不在,因此,从环境中获取能量替代化学电池为无线传感器网络节点供电成为新的研究热点。振动能量的收集是环境取能的常用方式,针对传统单一压电俘能方式存在输出功率低的问题,本文针对压电电磁复合俘能技术进行了一些相关理论、仿真以及实验研究。首先,根据压电方程、结构力学、电磁感应、振动理论等相关知识,建立了复合俘能装置的输出功率等数学模型,并分析相关参数对发电性能的影响。其次,对复合俘能装置进行有限元仿真分析。利用COMSOL软件建立压电俘能单元的模型,进行模态分析和瞬态分析,求解出随着相关参数变化下的俘能装置输出功率;利用Maxwell对电磁俘能单元进行静磁场和瞬态场仿真分析,求解出电磁俘能单元的输出功率与相关参数的关系,并求解出电磁阻尼;将电磁阻尼引入后,重新对压电俘能单元以及电磁俘能单元进行有限元仿真分析,得到复合后俘能装置总... 

【文章来源】：南京邮电大学江苏省

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

复合能量收集器

3图 1.4 设置于按键中的俘能装置术的研究起步比较晚，但是研究也在不断的深涛课题组发表了一系列关于压电电磁复合俘将压电俘能与电磁俘能相结合，同时利用永行调节，从而达到对能量收集装置的谐振频率过磁力耦合后的复合俘能装置的发电性能相永磁铁的大小以及距离达到调频的效果，环境

能装置的照片（b）内部悬臂与基板一起变形时，外部大学的 Levent Beker 等人提出一种结合了压电盘产生的振动能量的能量收集装置[25-27]，如下穹顶结构的改进，其中仅使用 PZT 转导机制M 集成到先前基于 PZT 的键盘能量采集系统，图 1.4 设置于按键中的俘能装置

【参考文献】：
期刊论文
[1]非线性压电-电磁复合式俘能器的结构设计[J]. 武丽森,刘海鹏,张广义.  压电与声光. 2016(04)
[2]微型压电电磁振动能采集器设计制作工艺研究[J]. 杜小振,曾祥伟,关乐,张然,张龙波.  压电与声光. 2016(03)
[3]MEMS自供能压电电磁集成发电研究现状[J]. 杜小振,曾祥伟,卞丰,赵继强.  微纳电子技术. 2014(03)
[4]悬臂梁单晶压电振子发电的理论建模与仿真[J]. 单小彪,袁江波,谢涛,陈维山.  浙江大学学报(工学版). 2010(03)
[5]多悬臂梁压电振子频率分析及发电实验研究[J]. 谢涛,袁江波,单小彪,陈维山.  西安交通大学学报. 2010(02)
[6]压电俘能技术研究现状综述[J]. 袁江波,谢涛,单小彪,陈维山.  振动与冲击. 2009(10)

博士论文
[1]磁力耦合压电电磁复合俘能器发电特性研究[D]. 徐振龙.哈尔滨工业大学 2016
[2]圆盘式压电发电装置发电性能及其关键技术研究[D]. 袁江波.哈尔滨工业大学 2011
[3]环境振动驱动微型压电发电装置的关键技术研究[D]. 杜小振.大连理工大学 2008

硕士论文
[1]基于谐振式悬臂梁的压电—电磁复合俘能技术研究[D]. 任佳琦.哈尔滨工业大学 2011



本文编号：2944331