隨著電子技術(shù)以及無線電通訊的快速發(fā)展,分布式傳感器、微型處理器、智能芯片等這些低功耗的微型器件有了比較好的發(fā)展前景,但是電能供給問題是制約低功耗設備的應用及后續(xù)發(fā)展的問題之一。目前微型器件常采用傳統(tǒng)電池來進行供電,傳統(tǒng)化學電池對環(huán)境造成了一定的污染且儲能有限。由于環(huán)境振動在自然界中廣泛存在且環(huán)境振動能量轉(zhuǎn)換效率最高,因此,收集環(huán)境中的振動并轉(zhuǎn)換為電能顯得尤為重要。本文以超磁致伸縮材料為核心元件,設計制造了一種振動能量收集裝置,并對該裝置在不同的永磁鐵布置方式、規(guī)格尺寸、NS極朝向等不同的預磁化優(yōu)化條件下進行了深入研究,發(fā)現(xiàn)預磁化優(yōu)化對能量收集具有重要的影響,最后分析在最佳預磁化優(yōu)化條件下該振動能量收集裝置的輸出特性。本文首先介紹了振動能量收集器的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,比較了磁致伸縮振動能量收集器相對于其它振動能量收集器的優(yōu)點,Fe-Ga合金具有機械強度高,適用于復雜機械機構(gòu)等優(yōu)點,最后采用薄片狀Fe-Ga合金作為振動收集裝置的能量轉(zhuǎn)換核心元件�；诖胖律炜s材料的本構(gòu)關系,從微觀的角度研究Fe-Ga合金的性能特性,并對磁致伸縮式振動能量收集裝置的機電轉(zhuǎn)換原理進行了研究。此外,對預磁化磁場提供方... 

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 振動發(fā)電技術(shù)研究的背景及意義
    1.2 振動能量采集器的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 靜電式振動能量采集器的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 壓電式振動能量采集器的研究現(xiàn)狀
        1.2.3 電磁式振動能量采集器的研究現(xiàn)狀
        1.2.4 磁致伸縮式振動能量采集器的研究現(xiàn)狀
    1.3 論文研究內(nèi)容
第2章 懸臂式磁致伸縮振動能量收集器的工作原理
    2.1 引言
    2.2 磁致伸縮材料及其磁致伸縮逆效應
        2.2.1 磁致伸縮逆效應
        2.2.2 磁致伸縮材料的選擇
    2.3 磁致伸縮材料的本構(gòu)關系
    2.4 磁致伸縮式收集裝置的機電轉(zhuǎn)換原理
    2.5 本章小結(jié)
第3章 懸臂式磁致伸縮振動收集器的結(jié)構(gòu)及理論模型
    3.1 引言
    3.2 預磁化磁場的設計
    3.3 懸臂梁固定方式
    3.4 樣機結(jié)構(gòu)
    3.5 懸臂式磁致伸縮振動能量收集技術(shù)的理論建模
    3.6 本章小結(jié)
第4章 振動能量收集器的預磁化方法及數(shù)值分析
    4.1 引言
    4.2 預磁化場的提供方式
    4.3 振動能量收集器的有限元分析的求解步驟
    4.4 多種預磁化方式產(chǎn)生的預磁化場的計算分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 磁致伸縮振動能量收集器的預磁化實驗
    5.1 實驗原理及平臺
    5.2 永磁鐵對樣機感應電壓測量結(jié)果的影響分析
    5.3 預磁化場對振動收集能力作用的初步測試
    5.4 預磁化方法的綜合實驗與分析
    5.5 具有最佳預磁化方式下的收集裝置的開路輸出特性
    5.6 優(yōu)化樣機為純電阻負載供電的工作特性
    5.7 樣機為電子元器件供電的實際應用
    5.8 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻
在學研究成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]一類電磁式薄膜振動能量采集器動力學建模與非線性分析[J]. 王志霞,王煒,張琪昌.  振動與沖擊. 2019(15)
[2]靜態(tài)偏置磁場強度對鐵磁材料電磁超聲換能機制的影響[J]. 劉素貞,武云海,張闖,金亮,楊慶新.  電工技術(shù)學報. 2018(09)
[3]超磁致伸縮泵驅(qū)動磁路建模及數(shù)值分析[J]. 陳龍,朱玉川,楊旭磊,徐鴻翔.  中國機械工程. 2014(06)
[4]Fe-Ga合金磁致伸縮材料的研究進展[J]. 李勇勝,張世榮,楊紅川,李擴社,徐靜,于敦波.  稀有金屬. 2006(05)

博士論文
[1]超磁致伸縮材料的本構(gòu)理論研究[D]. 孫樂.蘭州大學 2007

碩士論文
[1]超磁致伸縮驅(qū)動器精密位移驅(qū)動控制研究[D]. 徐彭有.上海交通大學 2010



本文編號：3683362