本文關(guān)鍵詞：環(huán)境振動能量的液電捕集方法及實驗研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：由于振動有時對人體、機器及設(shè)備造成的破壞性作用,大多數(shù)振動能被認(rèn)為是有害的能量形式。人們設(shè)計了減振裝置將振動能轉(zhuǎn)變?yōu)槁暷堋崮艿群纳⒌酱髿庵�。如�?振動能未得到有效利用,且造成對環(huán)境的噪聲、熱的二次污染。如將耗散的那部分振動能量進(jìn)行捕集并利用,不僅可起到節(jié)約能源的目的,更重要的是可減少對環(huán)境的二次污染。而且,振動能具有能量密度高和無污染的優(yōu)點,對其進(jìn)行捕集利用將成為一個具有光明前景的研究領(lǐng)域�；诠�(jié)能和環(huán)保的理念,本文提出一種環(huán)境振動能量的液電捕集方法,通過原理分析,建立工作機理模型,制作初始樣機,搭建實驗平臺并運用三階段多信號激勵方法實現(xiàn)模型參數(shù)辨識,完成了能量捕集測試,探究能量捕集能力并分析振動頻率、負(fù)載的影響。針對其捕集能力的不足,捕集方法作了整流液電改進(jìn),完成改進(jìn)樣機制作,探究改進(jìn)樣機的能量捕集能力及其影響因素并與初始樣機的能量捕集效率作對比分析。論文的主要內(nèi)容如下:(1)利用液壓缸控馬達(dá)驅(qū)動發(fā)電機實現(xiàn)將振動能捕集轉(zhuǎn)換為電能,通過對結(jié)構(gòu)的原理分析、模型建立、樣機制作、模型參數(shù)辨識及實驗測試可知,能量捕集能力隨振動頻率的增大而增大,但高頻時捕集能力降低;能量捕集所得電壓隨負(fù)載增大而增大,負(fù)載與發(fā)電機內(nèi)阻最接近即阻抗匹配時發(fā)電功率最高,實驗中在給定2Hz、10mm的正弦環(huán)境振動條件下,當(dāng)連接負(fù)載2?時得到能量捕集的最大瞬時發(fā)電功率為5.12W。(2)針對初始樣機中能量捕集電壓不高、發(fā)電功率較低及發(fā)電機正反向旋轉(zhuǎn)引起的發(fā)電效率降低和系統(tǒng)不穩(wěn)定的情況,本文在液電傳動結(jié)構(gòu)中引入液壓整流閥組,將發(fā)電機的正反向旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為單向旋轉(zhuǎn),消除了正反向旋轉(zhuǎn)的反向間隙,且將初始樣機中的直流發(fā)電機改裝為交流發(fā)電機,制作了整流液電傳動的改進(jìn)樣機。(3)通過對改進(jìn)樣機開展能量捕集測試可知,當(dāng)固定負(fù)載及振動頻率時,改進(jìn)樣機對環(huán)境振動能量的捕集能力隨振幅的增大而增強;當(dāng)負(fù)載及振幅不變時,環(huán)境振動能量捕集能力隨頻率的增大而增強,而隨后呈現(xiàn)下降趨勢;改進(jìn)樣機的發(fā)電功率與負(fù)載相關(guān),實驗中測得改進(jìn)樣機的最佳負(fù)載為15?。與初始樣機相比,改進(jìn)樣機在頻率為0.5Hz振幅25mm條件下環(huán)境能量捕集最優(yōu)效率為20.57%,是同等激勵條件下初始樣機能量捕集效率的1.65倍,表明改進(jìn)的整流液電能量捕集結(jié)構(gòu)是有效的。改進(jìn)樣機捕集所得電能可使燈泡正常發(fā)亮,證明其實際應(yīng)用價值。
【關(guān)鍵詞】：環(huán)境振動 能量捕集 振動利用 液電傳遞 發(fā)電
【學(xué)位授予單位】：重慶工商大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TB53
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-9
• 第1章 緒論9-17
• 1.1 研究背景及意義9-10
• 1.2 環(huán)境振動能量捕集方法及其研究動態(tài)10-15
• 1.2.1 微能量級振動能量捕集10-12
• 1.2.2 工程級振動能量捕集12-15
• 1.3 本文的技術(shù)路線15
• 1.4 本文的研究內(nèi)容15-17
• 第2章 環(huán)境振動能量的液電捕集方法17-22
• 2.1 環(huán)境振動能量的液電捕集基本原理17-18
• 2.2 能量捕集過程的力學(xué)特性分析18-20
• 2.3 機電耦合的能量傳遞模型20-21
• 2.4 本章小結(jié)21-22
• 第3章 環(huán)境振動能量捕集實驗22-38
• 3.1 樣機制作22-25
• 3.1.1 發(fā)電機22-23
• 3.1.2 液壓馬達(dá)23
• 3.1.3 液壓缸23-24
• 3.1.4 連接部件24
• 3.1.5 樣機總裝24-25
• 3.2 環(huán)境振動能量捕集實驗平臺搭建25-28
• 3.2.1 環(huán)境振動激勵源25-26
• 3.2.2 液壓源26-27
• 3.2.3 實驗測試平臺總裝27-28
• 3.3 模型參數(shù)辨識28-31
• 3.3.1 油阻尼系數(shù)及摩擦力參數(shù)辨識29-30
• 3.3.2 等效慣性質(zhì)量參數(shù)辨識30
• 3.3.3 電磁阻尼系數(shù)參數(shù)辨識30-31
• 3.4 環(huán)境振動能量捕集測試31-37
• 3.4.1 不同頻率條件下能量捕集測試31-35
• 3.4.2 不同負(fù)載條件下能量捕集測試35-37
• 3.5 本章小結(jié)37-38
• 第4章 環(huán)境振動能量捕集的整流液電改進(jìn)及實驗38-60
• 4.1 整流液電能量捕集結(jié)構(gòu)及模型研究38-42
• 4.1.1 整流液電能量捕集結(jié)構(gòu)38-39
• 4.1.2 整流液電能量捕集結(jié)構(gòu)的模型建立39-42
• 4.2 改進(jìn)樣機的制作42-43
• 4.3 改進(jìn)樣機的模型參數(shù)辨識43-48
• 4.3.1 液壓傳動比及反向間隙參數(shù)辨識43-45
• 4.3.2 活塞摩擦力及油阻尼系數(shù)參數(shù)辨識45-46
• 4.3.3 等效慣性質(zhì)量及電磁阻尼系數(shù)參數(shù)辨識46-48
• 4.4 改進(jìn)樣機的環(huán)境振動能量捕集測試48-55
• 4.4.1 不同頻率條件下的能量捕集實驗48-52
• 4.4.2 不同振幅條件下的能量捕集實驗52-53
• 4.4.3 不同負(fù)載條件下的能量捕集實驗53-55
• 4.5 初始樣機與改進(jìn)樣機的能量捕集對比55-59
• 4.5.1 負(fù)荷信號對比55-56
• 4.5.2 捕集電壓及發(fā)電功率對比56
• 4.5.3 能量捕集效率對比56-57
• 4.5.4 激發(fā)燈泡實驗對比57-59
• 4.6 本章小結(jié)59-60
• 第5章 總結(jié)與展望60-62
• 5.1 全文總結(jié)60
• 5.2 創(chuàng)新點60-61
• 5.3 展望61-62
• 參考文獻(xiàn)62-68
• 致謝68-69
• 攻讀學(xué)位期間科研成果及參與課題情況69

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 崔高航;陶夏新;陳憲麥;;城軌交通引起的環(huán)境振動問題綜述研究[J];地震工程與工程振動;2008年01期

2 李偉;車錄鋒;王躍林;;橫向電磁式振動能量采集器的設(shè)計與制作[J];光學(xué)精密工程;2013年03期

  本文關(guān)鍵詞：環(huán)境振動能量的液電捕集方法及實驗研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：331397