本文關(guān)鍵詞：壓電振動(dòng)能量回收接口電路的設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)

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【摘要】：對振動(dòng)能量的回收再利用已然成為近幾年來節(jié)能環(huán)保領(lǐng)域的研究熱點(diǎn),而壓電振動(dòng)能量回收系統(tǒng)因其機(jī)電轉(zhuǎn)換能力強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點(diǎn),應(yīng)用范圍越來越廣,成為研究重點(diǎn)。本文針對壓電振動(dòng)能量回收裝置中的接口電路進(jìn)行設(shè)計(jì),同時(shí)搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。本文的主要研究內(nèi)容如下:利用壓電學(xué)及電學(xué)相關(guān)理論知識(shí),建立壓電振子的電學(xué)模型,包括機(jī)電轉(zhuǎn)換模型、等效電路模型、輸出功率模型。對模型進(jìn)行理論分析,推導(dǎo)壓電振子的靜態(tài)等效電容、開路電壓、原始輸出功率的表達(dá)式,為仿真分析提供了理論基礎(chǔ)。應(yīng)用電路仿真軟件Multism對不同種類的能量回收接口電路進(jìn)行仿真分析,從而得到各個(gè)電路的輸出特性曲線,即輸出電壓、輸出功率分別隨負(fù)載變化的曲線,進(jìn)一步獲得最大輸出功率和阻抗特性。搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái),制作電路實(shí)體,進(jìn)行實(shí)驗(yàn),得到連接接口電路后的輸出電壓、輸出功率特性,通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證仿真和理論分析的正確性。將所有的能量回收的情況進(jìn)行比較分析,得到各個(gè)電路最大輸出功率之間的關(guān)系。在分析單個(gè)壓電振子電能回收接口電路的基礎(chǔ)上,為提高壓電振動(dòng)能量回收的能力,對多壓電振子進(jìn)行發(fā)電特性研究。連接經(jīng)典能量回收電路和并聯(lián)電感同步開關(guān)電路,對多壓電振子串聯(lián)結(jié)構(gòu)、并聯(lián)結(jié)構(gòu)的輸出特性進(jìn)行理論分析,并應(yīng)用軟件Multism進(jìn)行仿真,得到不同連接方式下的輸出電壓和輸出功率特性。搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái),對多壓電振子結(jié)構(gòu)的接口電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證仿真分析的準(zhǔn)確性。
【關(guān)鍵詞】：壓電振動(dòng)能量回收 壓電振子 接口電路 Multism仿真 實(shí)驗(yàn)臺(tái)架
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN702;TB535;TM619
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 課題背景及研究意義10-11
• 1.2 壓電材料國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11
• 1.3 能量回收電路的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.3.1 國外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀13-14
• 1.4 本課題研究內(nèi)容及方法14-16
• 第2章 壓電基本理論及壓電振子電學(xué)模型16-28
• 2.1 壓電效應(yīng)與壓電方程16-18
• 2.1.1 壓電效應(yīng)16-17
• 2.1.2 壓電方程17-18
• 2.2 壓電振子18-19
• 2.3 壓電振子電學(xué)模型19-27
• 2.3.1 機(jī)電轉(zhuǎn)換模型20-21
• 2.3.2 壓電振子等效電路21-22
• 2.3.3 輸出功率模型22-27
• 2.4 本章小結(jié)27-28
• 第3章 單振子能量回收電路理論和仿真分析28-57
• 3.1 Multisim軟件介紹28
• 3.2 經(jīng)典能量回收電路28-32
• 3.2.1 理論分析28-31
• 3.2.2 仿真分析31-32
• 3.3 倍壓整流電路32-37
• 3.3.1 二倍壓整流電路32-35
• 3.3.2 三倍壓整流電路35-37
• 3.4 同步電荷提取電路37-45
• 3.4.1 理論分析38-41
• 3.4.2 同步電荷提取電路仿真41-43
• 3.4.3 改進(jìn)同步電荷提取電路仿真43-45
• 3.5 并聯(lián)電感同步開關(guān)電路45-52
• 3.5.1 理論分析45-50
• 3.5.2 仿真分析50-52
• 3.6 儲(chǔ)能電路52-55
• 3.6.1 穩(wěn)壓電路52-53
• 3.6.2 存儲(chǔ)電路53-55
• 3.7 多種電路仿真結(jié)果比較55-56
• 3.8 本章小結(jié)56-57
• 第4章 能量回收電路實(shí)驗(yàn)研究57-67
• 4.1 實(shí)驗(yàn)臺(tái)架設(shè)計(jì)及安裝57-60
• 4.1.1 三相電機(jī)支撐架57-58
• 4.1.2 凸輪結(jié)構(gòu)58-59
• 4.1.3 壓電振子的安裝固定59-60
• 4.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容60-66
• 4.2.1 經(jīng)典能量回收電路61-62
• 4.2.2 倍壓整流電路62-63
• 4.2.3 同步電荷提取電路63-65
• 4.2.4 并聯(lián)電感同步開關(guān)電路65-66
• 4.3 本章小結(jié)66-67
• 第5章 多壓電振子的發(fā)電性能研究67-76
• 5.1 多壓電振子的理論與仿真分析67-72
• 5.1.1 多壓電振子的理論分析67-69
• 5.1.2 多壓電振子的仿真分析69-72
• 5.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容72-74
• 5.2.1 經(jīng)典能量回收電路72-73
• 5.2.2 并聯(lián)電感同步開關(guān)電路73-74
• 5.3 本章小結(jié)74-76
• 結(jié)論76-77
• 參考文獻(xiàn)77-80
• 攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果80-81
• 致謝81

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 曾一致;陶紅艷;劉天寶;余成波;王晟;;復(fù)合壓電振子非軸對稱優(yōu)化[J];四川兵工學(xué)報(bào);2013年05期

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3 任露泉,楊志剛,佟金,曾平;雙彎曲型壓電振子的振動(dòng)解析[J];壓電與聲光;1998年03期

4 張建輝;路計(jì)莊;夏齊霄;王守印;;壓電振子及流體對泵近場噪聲的影響[J];光學(xué)精密工程;2006年04期

5 張愛云;何R，

本文編號(hào)：614410