本文關(guān)鍵詞： 壓電俘能器 旋轉(zhuǎn)激勵 磁鐵間距 輸出電壓　出處：《光學(xué)精密工程》2014年07期 　論文類型：期刊論文

【摘要】：考慮現(xiàn)有旋轉(zhuǎn)發(fā)電機無法適應(yīng)高/勻速旋轉(zhuǎn)運動且振動沖擊/噪音大、可靠性低等弊端,提出了一種由旋轉(zhuǎn)磁鐵激勵的壓電俘能器,并從理論及試驗兩方面研究了旋轉(zhuǎn)磁鐵數(shù)量(間距)對激振力及壓電振子發(fā)電特性的影響規(guī)律。結(jié)果表明,在其它條件確定的情況下,存在使激振力最大的最佳旋轉(zhuǎn)磁鐵間隙比(磁鐵直徑與相鄰磁鐵間距離之比);間隙比為2時的激振力幅值為間隙比為0和4時的6.2倍。采用2,12,24個旋轉(zhuǎn)磁鐵激勵發(fā)電時,電壓-轉(zhuǎn)速特性曲線中均存在多個使輸出電壓出現(xiàn)峰值的最佳轉(zhuǎn)速,其中最大峰值電壓及其所對應(yīng)的最佳轉(zhuǎn)速分別為29.4,87.2,28.4V和1 282.5,707.5,2451r·min-1;12個旋轉(zhuǎn)磁鐵激勵的最大輸出電壓為其它兩種情況的3倍。此外,壓電振子一次激勵所生成電能(波形數(shù)量及幅值)還與旋轉(zhuǎn)磁鐵數(shù)量及轉(zhuǎn)速有關(guān)。2個旋轉(zhuǎn)磁鐵在低轉(zhuǎn)速時僅能激勵出1個較大幅值電壓波形,而高轉(zhuǎn)速時可生成4個幅值較大的自由振蕩波形;12個磁鐵在任何轉(zhuǎn)速下都僅能激勵出1個電壓波形。實驗顯示動磁鐵數(shù)量是影響旋轉(zhuǎn)壓電俘能器發(fā)電量及輸出功率的關(guān)鍵要素。
[Abstract]:Considering that the existing rotary generator can not adapt to the high / uniform rotational motion, the vibration shock / noise is high and the reliability is low, a piezoelectric energy capture driven by rotating magnet is proposed. The effects of the number of rotating magnets (spacing) on the excitation force and the characteristics of piezoelectric oscillator are studied theoretically and experimentally. There exists an optimum gap ratio of rotating magnets (the ratio of the diameter of the magnet to the distance between the adjacent magnets and the gap ratio of 2:00) is 6.2 times that of the gap ratios of 0 and 4:00. In the characteristic curve of voltage-rotational speed, there are many optimal rotational speeds which make the output voltage peak. The maximum peak voltage and its corresponding optimum rotational speed are 29.4V 87.2N 28.4V and 1 282.5N 707.5N 2451r 路min-1, respectively. The maximum output voltage of 12 rotating magnets is three times that of the other two cases. The electric energy (waveform number and amplitude) generated by the single excitation of piezoelectric vibrator is also related to the number and speed of rotating magnets. Two rotating magnets can only excite one large amplitude voltage waveform at low rotational speed. At high rotational speed, 4 free oscillation waveforms with larger amplitude can be generated, and only one voltage waveform can be excited by 12 magnets at any rotational speed. The experimental results show that the number of moving magnets is the key factor affecting the power generation and output power of rotary piezoelectric energy capture devices.
【作者單位】： 浙江師范大學(xué)精密機械研究所;
【基金】：國家自然科學(xué)基金資助項目(No.51277166,No.51377147,No.51075371) 浙江省新苗人才計劃資助項目(No.2013R404066,No.2013R404071)
【分類號】：TM619

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 闞君武;王淑云;彭少鋒;張忠華;曾平;程光明;付曉慶;;多振子壓電發(fā)電機的輸出特性[J];光學(xué)精密工程;2011年09期

2 閆世偉;楊志剛;羅洪波;菅新樂;廖志勇;;TPMS用壓電發(fā)電裝置研究[J];壓電與聲光;2010年05期

【共引文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 李征;萬杰;闞君武;王淑云;楊志剛;程光明;;基于流固耦合作用的壓電液壓振動俘能器[J];光學(xué)精密工程;2012年05期

2 崔巖;王飛;董維杰;姚明磊;王立鼎;;非線性壓電式能量采集器[J];光學(xué)精密工程;2012年12期

3 王淑云;闞君武;王鴻云;凌榮華;楊振宇;蔣永華;張忠華;;基于圓弧限位的壓電發(fā)電裝置[J];光學(xué)精密工程;2013年02期

4 尚正國;李東玲;溫志渝;趙興強;;硅基氮化鋁薄膜風(fēng)致振動MEMS能量采集單元[J];光學(xué)精密工程;2013年12期

5 劉祥建;陳仁文;侯志偉;;蒲公英狀壓電振動能量收集裝置寬頻帶設(shè)計[J];光學(xué)精密工程;2014年07期

6 李艷華;肖文光;;采用低頻配置的新型胎壓監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計[J];井岡山大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2013年04期

7 龔俊杰;阮志林;李康超;邊義祥;;新型多層懸臂梁壓電發(fā)電裝置發(fā)電性能研究[J];機械工程學(xué)報;2014年05期

8 闞君武;于麗;王淑云;李洋;陳一峰;金賢芳;;旋磁激勵式壓電懸臂梁發(fā)電機性能分析與試驗[J];機械工程學(xué)報;2014年08期

9 李艷華;肖文光;;新型雙向胎壓監(jiān)測傳感器模塊研究與開發(fā)[J];西華大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2014年04期

10 霍新新;褚金奎;韓冰峰;姚斐;;基于多個壓電換能器的接口電路[J];浙江大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版);2013年11期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前5條

1 徐文超;基于延遲線型聲表面波傳感器的無源胎壓監(jiān)測系統(tǒng)研究[D];山東大學(xué);2012年

2 趙子超;多振子串聯(lián)壓電發(fā)電裝置的設(shè)計與實驗研究[D];吉林大學(xué);2013年

3 凌榮華;磁力耦合式壓電振動俘能器的研究[D];浙江師范大學(xué);2013年

4 阮志林;新型多層懸臂梁壓電發(fā)電裝置的發(fā)電性能研究[D];揚州大學(xué);2013年

5 曾一致;振動能量收集器優(yōu)化設(shè)計研究[D];重慶理工大學(xué);2013年

【二級參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 唐彬;溫志渝;溫中泉;董媛;;振動式微型發(fā)電機的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J];微納電子技術(shù);2007年05期

2 劉路,解晶瑩;微能源[J];電源技術(shù);2002年06期

3 闞君武;唐可洪;王淑云;楊志剛;賈杰;曾平;;壓電懸臂梁發(fā)電裝置的建模與仿真分析[J];光學(xué)精密工程;2008年01期

4 季宏麗;馬勇;裘進(jìn)浩;姜皓;沈輝;朱孔軍;;高效壓電能量回收系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(英文)[J];光學(xué)精密工程;2008年12期

5 賀學(xué)鋒;溫志渝;溫中泉;;壓電式振動發(fā)電機的建模及應(yīng)用(英文)[J];光學(xué)精密工程;2009年06期

6 陸杰;高明煜;余厲陽;;基于壓電陶瓷發(fā)電的輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計[J];杭州電子科技大學(xué)學(xué)報;2007年05期

7 謝濤;袁江波;單小彪;陳維山;;多懸臂梁壓電振子頻率分析及發(fā)電實驗研究[J];西安交通大學(xué)學(xué)報;2010年02期

8 褚金奎;杜小振;樸相鎬;;壓電發(fā)電微電源國外研究進(jìn)展[J];壓電與聲光;2008年01期

9 曾平;佟剛;程光明;楊志剛;唐可洪;闞君武;;壓電發(fā)電能量儲存方法的初步研究[J];壓電與聲光;2008年02期

10 李威 ,尹術(shù)飛;TPMS的無源化發(fā)展方向研究[J];重型汽車;2005年05期

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 蔡富春,屠麗華;用于三相電度表檢定的交流發(fā)電機輸出電壓自動穩(wěn)定方法[J];電測與儀表;1983年03期

2 方佩敏;輸出電壓可編程的控制器AIC1566[J];電子世界;2000年04期

3 ;高精度穩(wěn)頻穩(wěn)壓電源裝置[J];電測與儀表;1980年05期

4 常研明;;介紹避免可控硅穩(wěn)壓電源開機時輸出電壓大幅度過沖的辦法[J];家電科技;1991年01期

5 任笑慧;微功耗升壓式開關(guān)電源MIC2141[J];今日電子;2001年09期

6 孫云鵬;;交流測速機的輸出電壓與外連阻抗[J];微電機;1983年02期

7 聶水湘;一起移動電站輸出電壓失控故障分析[J];移動電源與車輛;2005年01期

8 陳茹梅 ,劉書明 ,郭建碩;TPS54350在信號處理系統(tǒng)中的應(yīng)用[J];今日電子;2005年08期

9 方佩敏;;具有排序及跟蹤功能的LDO[J];今日電子;2006年06期

10 ;Intersil推出業(yè)內(nèi)首款I(lǐng)~2C控制型升壓-降壓穩(wěn)壓器,支持“動態(tài)”輸出電壓編程[J];電子設(shè)計工程;2011年18期

相關(guān)會議論文 前10條

1 陳娟;李強;;交-交變頻器輸出電壓分析的Matlab方法[A];第十一屆全國自動化應(yīng)用技術(shù)學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2006年

2 朱軍峰;王智慧;孫躍;;CPT系統(tǒng)輸出穩(wěn)壓控制技術(shù)研究[A];四川省電工技術(shù)學(xué)會第九屆學(xué)術(shù)年會論文集[C];2008年

3 汪人先;;配電器電源的技術(shù)要求和檢驗[A];中國空間科學(xué)學(xué)會空間探測專業(yè)委員會第十七次學(xué)術(shù)會議論文集[C];2004年

4 夏冬;;淺析中達(dá)ES3000整流模塊電路原理分析[A];通信電源新技術(shù)論壇——2008通信電源學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2008年

5 張衛(wèi)平;張曉強;張瑞;劉元超;趙徐森;;PT并聯(lián)的實驗研究[A];2008中國電工技術(shù)學(xué)會電力電子學(xué)會第十一屆學(xué)術(shù)年會論文摘要集[C];2008年

6 張昊然;陳乾宏;錢海;;E類變換器輸出電壓控制方法及其特性的研究[A];2008中國電工技術(shù)學(xué)會電力電子學(xué)會第十一屆學(xué)術(shù)年會論文摘要集[C];2008年

7 湯覓;覃榮震;;一種前饋控制的DC-DC PWM升壓轉(zhuǎn)換器[A];四川省電子學(xué)會半導(dǎo)體與集成技術(shù)專委會2006年度學(xué)術(shù)年會論文集[C];2006年

8 周華忠;劉惠康;胡志群;;雙三電平逆變器及其仿真[A];冶金企業(yè)自動化、信息化與創(chuàng)新——全國冶金自動化信息網(wǎng)建網(wǎng)30周年論文集[C];2007年

9 林繼江;;一種用于低溫等離子和電除塵的三相電源[A];第十一屆全國電除塵學(xué)術(shù)會議論文集[C];2005年

10 潘磊;姜學(xué)東;汪至中;劉勇;胡小吐;;高壓開關(guān)電源的設(shè)計[A];第十屆全國電除塵、第二屆脫硫?qū)W術(shù)會議論文集[C];2003年

相關(guān)重要報紙文章 前10條

1 新疆 張揚;微機ATX電源的+3.3V電源[N];電子報;2003年

2 河北 劉瑞璽;具有軟啟動功能的穩(wěn)壓電源[N];電子報;2006年

3 成都 胥紹禹;自動跟蹤正負(fù)0～30V穩(wěn)壓電源[N];電子報;2006年

4 陜西 小文;多倍壓整流電路的原理及其應(yīng)用[N];電子報;2006年

5 西安 屈朋偉 李輝;用AT89S51控制可記憶連續(xù)可調(diào)穩(wěn)壓電源[N];電子報;2007年

6 四川 郝一兵;品勝TS—FC009鋰電充電器維修與改進(jìn)[N];電子報;2007年

7 江蘇 丁德勤;TSD、SVC系列500～3500VA型全自動交流穩(wěn)壓器原理與故障速修[N];電子報;2007年

8 江西 尹石蓀;交流凈化穩(wěn)壓電源原理與維修[N];電子報;2004年

9 山東 姜春來 楊玉民;電動自行車快速充電器[N];電子報;2004年

10 四川 鐘榮;用TL431制作直流穩(wěn)壓電源[N];電子報;2005年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 謝孟;單相400Hz中頻電壓源逆變器的輸出控制及其并聯(lián)運行控制[D];中國科學(xué)院研究生院（電工研究所）;2006年

2 鄧文浪;雙級矩陣變換器及其控制策略研究[D];中南大學(xué);2007年

3 馬海嘯;基于雙BUCK拓?fù)涞撵o止變流器和串聯(lián)混合有源電力濾波器的研究[D];南京航空航天大學(xué);2008年

4 洪峰;雙降壓式半橋逆變器及輸出并聯(lián)型組合變換器研究[D];南京航空航天大學(xué);2008年

5 程榮倉;高功率密度DC/DC模塊電源研制[D];中國科學(xué)院研究生院（電工研究所）;2006年

6 姜旭;H橋級聯(lián)式SSSC主電路拓?fù)浞治黾翱刂撇呗匝芯縖D];華北電力大學(xué)（北京）;2007年

7 余華;內(nèi)嵌LDO的電流型PWM DC-DC變換器研究[D];華中科技大學(xué);2006年

8 許湘蓮;基于級聯(lián)多電平逆變器的STATCOM及其控制策略研究[D];華中科技大學(xué);2006年

9 羅泠;數(shù)字化在線式UPS的研究和開發(fā)[D];華中科技大學(xué);2006年

10 韓金剛;基于不對稱結(jié)構(gòu)的新型多電平變換器研究[D];上海海事大學(xué);2007年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 王孝輝;具有I~2C接口輸出電壓可編程DC-DC轉(zhuǎn)換器XD7342的研究與設(shè)計[D];西安電子科技大學(xué);2013年

2 楊紅;醫(yī)用X光機高壓直流電源的研究[D];重慶大學(xué);2011年

3 王俊;寬輸出電壓范圍的功率因數(shù)校正器研究分析[D];南京航空航天大學(xué);2004年

4 張磊;一種升壓式PFM DC-DC電源管理芯片設(shè)計[D];西安電子科技大學(xué);2007年

5 張劍峰;穩(wěn)壓器控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計與開發(fā)[D];天津大學(xué);2007年

6 劉伯華;輸入不對稱條件下矩陣變換器雙電壓控制策略的研究[D];南京航空航天大學(xué);2008年

7 劉陽;高性能無片外電容低壓差線性穩(wěn)壓器設(shè)計[D];吉林大學(xué);2012年

8 木紅柳;汽車空調(diào)系統(tǒng)中SEPIC電路的研究與應(yīng)用[D];華東理工大學(xué);2013年

9 鄧印武;帶LDO的PFM升壓DC/DC轉(zhuǎn)換器的研究[D];電子科技大學(xué);2006年

10 鞏懷青;一種BiCMOS低壓差線性穩(wěn)壓器的研究與設(shè)計[D];東南大學(xué);2005年

，

本文編號：1504404