隨著低功耗超大規(guī)模集成電路設計和CMOS制造的發(fā)展,使得無線傳感器節(jié)點的功率消耗從mW級降到了?W級。傳統(tǒng)的電池供電方式不能滿足無線供電及長時間供電的需求,能量問題已經(jīng)成為影響和制約無線傳感器等小功率電子設備普及和發(fā)展的問題之一。環(huán)境中含有豐富的振動能量,如何對其利用成為世界各地學者研究的重點,超磁致伸縮材料作為一種新型功能材料具有機械能和電磁能的雙向換能效應,利用磁致伸縮逆效應特性與法拉第電磁感應特性相結(jié)合可實現(xiàn)機械能向電能的轉(zhuǎn)化過程。本文以超磁致伸縮材料的逆效應特性為理論基礎,通過對超磁致伸縮材料的研究發(fā)展狀況和各種超磁致伸縮材料優(yōu)缺點的對比分析,確立了采用Fe-Ga合金薄片作為超磁致伸縮振動發(fā)電裝置的核心材料。采用COMSOL Multiphysics多物理場耦合方法確立了薄片的最佳固定方式,并且分析了不同激勵方式的優(yōu)缺點,對發(fā)電裝置預磁化場和感應電流拾取線圈進行了參數(shù)設計,最終完成了對以薄片狀Fe-Ga作為核心元件的磁致伸縮振動發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構設計,并研制出了振動發(fā)電裝置樣機�；贘iles-Atherton磁化模型建立了強制激勵、慣性激勵、以及安裝于輪胎內(nèi)部時的振動發(fā)電的機電耦... 

【文章來源】：沈陽工業(yè)大學遼寧省

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

電磁式振動發(fā)電系統(tǒng)示意圖

圖 1.1 電磁式振動發(fā)電系統(tǒng)示意圖 Fig. 1.1 Electromagnetic vibration power system d電系統(tǒng)是利用可變電容在受到外界力的作向電能的轉(zhuǎn)化過程，此系統(tǒng)需要在可變種發(fā)電方式相比，其在低頻段的輸出功更小。

第 1 章 緒論壓電式振動發(fā)電系統(tǒng)是在壓電材料存在的正壓電效應特性的基礎上實現(xiàn)電能的轉(zhuǎn)化。當壓電材料受到外力發(fā)生變形時，其內(nèi)部將出現(xiàn)電極化的料上表面和下表面上將產(chǎn)生等量異號的束縛電荷，輸入力的大小將影響密度，停止施力后，迅速轉(zhuǎn)變?yōu)闊o電狀態(tài)，由此將機械振動能轉(zhuǎn)換為電發(fā)電系統(tǒng)相比，該方式的機電轉(zhuǎn)化效率更高，易微型化，無需額外電源的應用于微型電子信息技術等領域。但由于該材料較脆，其受力范圍較、疲勞壽命短等問題，因此在使用時必須定期檢查替換壓電材料，阻礙劣環(huán)境中進一步應用，因此壓電式能量收集技術在微型電子系統(tǒng)上的應更加深入的研究。

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3036267