基于谐振腔和簧片阀结构的风能回收装置

发布时间：2021-02-16 00:30

　　能量回收装置回收利用外界环境中的能量,为便携式器件或传感器网络节点供电,实现电子器件的自主供能,可以有效的解决目前电池供电带来的一系列问题,有广泛的应用潜力和巨大的研究价值。风能作为环境中普遍存在的一种能量源,可以采用电磁或压电的方式对其进行回收。本文主要采用压电式。压电能量回收利用压电效应,将机械能直接转化为电能。压电风能回收装置利用某种装置首先把风能装换为振动能,再利用压电陶瓷把振动能转换为电能。现有的一些研究主要是利用轴加凸轮机构来让风能转换为振动能,他们有一些缺点:结构复杂、寿命比较短、能量转换效率不高。本文介绍了一种新的类似于口琴腔结构的谐振腔结构风能回收装置。在谐振腔的配合下,在根部贴有压电陶瓷片的簧片可以在腔体的出气口自由地振动,从而产生电能。进气口的尺寸大约是3cm×2cm,把该装置放在6.4MPH到22MPH的风速范围内测试,并且使用一个0.46M的电阻做负载,可以输出0.5mW-4.5mW的电能。该装置的能量转换效率可以达到2.4%。 

【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：57 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 背景
    1.2 外界的能量源
        1.2.1 人体能量
        1.2.2 环境能量
        1.2.3 各种能源的比较
    1.3 几种振动能量回收方式
        1.3.1 电磁式
        1.3.2 静电式
        1.3.3 压电式
        1.3.4 回收方式对比
    1.4 压电能量回收的应用
    小结
第二章 压电风能回收
    2.1 压电能量回收基础
        2.1.1 压电陶瓷的压电效应
        2.1.2 压电材料
        2.1.3 压电能量回收方式
        2.1.4 压电能量回收电路
    2.2 几种微型风能回收装置的介绍
        2.2.1 基于柔性压电薄膜的风能回收装置
        2.2.2 旋转电机
        2.2.3 压电风车
        2.2.4 新型压电风车结构
        2.2.5 单簧片结构的风能回收装置
    小结
第三章 基于谐振腔和簧片阀结构的风能回收装置
    3.1 风能和压电能的计算方法
    3.2 新型结构提出的过程
    3.3 装置介绍
        3.3.1 装置介绍
        3.3.2 实验装置制作的过程
    3.4 实验过程及数据分析
    3.5 理论分析
    3.6 簧片阀结构的改进
        3.6.1 理论依据
        3.6.2 经典悬臂梁和加强筋悬臂梁的 ANSYS 仿真模拟
    小结
结束语
参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的研究成果



本文编号：3035810