綠色能量收集技術(shù)具有解決能源短缺危機(jī)和防止全球氣候變暖的潛力,它可以穩(wěn)定高效的為大量的個人電子設(shè)備,傳感器,構(gòu)成物聯(lián)網(wǎng)的傳感網(wǎng)絡(luò)以及可穿戴便攜電子設(shè)備供電。摩擦納米發(fā)電機(jī)是近年來新興的能量收集技術(shù),它基于摩擦發(fā)電和靜電感應(yīng)原理,具有成本低,輸出功率高等優(yōu)點(diǎn),并且擁有大量的可選擇的摩擦材料。由于摩擦納米發(fā)電機(jī)輸出功率高,它的應(yīng)用場景十分廣泛,例如完全自供電傳感器,可穿戴電子設(shè)備以及物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。然而,這需要涉及到復(fù)雜的能量轉(zhuǎn)化過程:從機(jī)械能到電能的轉(zhuǎn)化,電壓信號的整流濾波,能量的存儲,最后給電子設(shè)備供電。能量轉(zhuǎn)化的每一個環(huán)節(jié)都會產(chǎn)生能量損失,這在很大程度上降低了整體的能量轉(zhuǎn)化效率。這里我們提出一種磁耦合諧振無線摩擦納米發(fā)電機(jī)系統(tǒng),它不僅可以用來無線收集摩擦納米發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的能量,還可以直接將收集的能量轉(zhuǎn)化為無線傳感信號,建立傳感系統(tǒng)。本文的主要研究內(nèi)容如下:（1）我們建立了理論仿真模型分析了振蕩信號產(chǎn)生的原因,并給出了能量傳輸效率的計算方法。我們使用直徑為10cm的線圈,測試出在5厘米的距離下,能量傳輸效率高達(dá)73%。該理論模型的計算結(jié)果與實驗結(jié)果完全一致。（2）三種應(yīng)用場景實例表明,該諧振... 

【文章來源】：杭州電子科技大學(xué)浙江省

【文章頁數(shù)】：59 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

垂直模式摩擦發(fā)電機(jī)的工作原理

浙江省碩士學(xué)位論文6圖2.1垂直模式摩擦發(fā)電機(jī)的工作原理2.1.2滑動式摩擦納米發(fā)電機(jī)水平滑動式[63,64]摩擦納米發(fā)電機(jī)也可以用來構(gòu)建諧振耦合無線摩擦納米發(fā)電機(jī)系統(tǒng)。圖2.2所示為水平滑動式摩擦納米發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理圖。水平滑動式摩擦納米發(fā)電機(jī)的基本原理是當(dāng)兩個摩擦材料相互接觸并水平滑動分離時，摩擦材料表明產(chǎn)生的靜電產(chǎn)生電場，電極上的電荷發(fā)生流動以平衡該電場，從而形成電流。具體工作過程如圖2.2所示，本例所使用的正負(fù)摩擦材料分別為PA6和PDMS，當(dāng)兩種摩擦材料相互接觸時，PA6傾向于失去電子，PDMS傾向于得到電子。因此PA6帶正電，PDMS帶負(fù)電，但由于兩種電荷存在于相互接觸的材料表面，因此并不能形成電勢差。當(dāng)兩種材料水平滑動產(chǎn)生位移時，需要金屬電極內(nèi)部發(fā)生電荷移動，以此來平衡電場，整個回路中的電流正是在這個過程中產(chǎn)生的。圖2.2水平滑動模式摩擦納米發(fā)電機(jī)及其工作原理2.1.3單電極式摩擦納米發(fā)電機(jī)單電極模式摩擦納米發(fā)電機(jī)[65]同樣也可以用來構(gòu)建諧振耦合無線摩擦納米發(fā)電機(jī)系統(tǒng)。

單電極模式摩擦納米發(fā)電機(jī)及其工作原理

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：3501191