本文關鍵詞：風車式壓電發(fā)電裝置研究　出處：《南京航空航天大學》2015年碩士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：本課題受國家自然科學基金(51175250),機械結構力學及控制國家重點實驗室開放性課題(MCMS-0312G02)資助。隨著無線技術和微電子設備的發(fā)展,能量收集受到人們越來越多的關注。通過和低能耗設備的結合,能量收集裝置的應用范圍得到了很好的拓展。在眾多的能量收集裝置中,壓電能量收集裝置因為結構簡單、清潔環(huán)保和易于微型化等優(yōu)點而得到廣泛應用。本文在基于壓電理論和永磁鐵斥力等相關知識的基礎上,給出了一種風車式壓電能量收集裝置的設計方案,并進行了裝置的制作。在制作過程中,用理論分析、軟件仿真和實驗研究的方法對方案的可行性進行了驗證。最后對能量收集電路進行了研究設計。主要研究內容包括:1.總結了壓電發(fā)電裝置的國內外現(xiàn)狀和發(fā)展前景,對本裝置研究的必要性做了分析和概括。2.對壓電材料、壓電參數(shù)、壓電元件機電轉換原理等壓電發(fā)電的理論知識進行了闡述,分析了壓電振子的支撐方式、激勵方式和壓電陶瓷粘貼位置等對電能產(chǎn)生的影響,為裝置的結構設計提供理論支持,進而為裝置選用合適的壓電振子。3.用comsol軟件對壓電振子的基板材料、尺寸和裝置電能產(chǎn)生的關系進行了分析,找出參數(shù)最優(yōu)值,為裝置的制作和優(yōu)化打下基礎。4.用實驗的方法對永磁鐵斥力和不同壓電振子的共振頻率進行測定,設計和制備風車式壓電能量收集裝置,并用實驗的方法對裝置電能的產(chǎn)生進行驗證。5.分析各種能量收集電路,針對本裝置進行電路設計,連接裝置對整體效果進行驗證。該裝置創(chuàng)新之處在于:振動能量通過非接觸的永磁斥力傳遞,避免了機械傳遞帶來的能量損耗并且延長了使用壽命。另外,壓電振子設計成不同厚度,保證了該裝置在寬頻帶下能高效率的工作。對裝置能量收集電路進行創(chuàng)新設計,以便達到更好的收集效果。
【學位授予單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM619

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本文編號：1329660