目前,各種微小型傳感器得到廣泛應(yīng)用,這些設(shè)備大都采用傳統(tǒng)電池進(jìn)行供電,但是傳統(tǒng)電池體積大、壽命有限,并且有的傳感器存在電池更換困難的問題,例如汽車輪胎中的胎壓監(jiān)測傳感器。為了能夠獲得持久、穩(wěn)定、有效的電源,基于環(huán)境振動的能量收集與轉(zhuǎn)換技術(shù)成為當(dāng)前研究的熱門方向。雙穩(wěn)態(tài)壓電振動能量收集系統(tǒng)（Bi-stable Energy Harvester,BEH）可以在低寬頻的振動范圍下將環(huán)境中的振動能轉(zhuǎn)換為電能,實(shí)現(xiàn)振動能量的回收與利用,為用電元件提供持續(xù)、穩(wěn)定的電源。本文以雙穩(wěn)態(tài)壓電振動能量收集系統(tǒng)為基礎(chǔ),研究、設(shè)計(jì)了雙重雙穩(wěn)態(tài)壓電振動能量收集系統(tǒng)（Double Bi-stable Energy Harvester,DBEH）,提高了系統(tǒng)的能量收集效率與發(fā)電能力。本文通過理論建模、數(shù)值仿真分析與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合的方法,對雙穩(wěn)態(tài)與雙重雙穩(wěn)態(tài)壓電振動能量收集系統(tǒng)的輸出響應(yīng)進(jìn)行了深入細(xì)致的研究,主要的研究內(nèi)容如下:1.對壓電振動能量收集系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了研究。分析計(jì)算了壓電振動能量收集系統(tǒng)的幅值閾值,并分析了系統(tǒng)儲能元件的選取以及整流電路的選擇。2.求解出兩個(gè)永磁鐵之間的磁力勢能表達(dá)式,并由此建立了系... 

【文章來源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－丨電磁式裝置原理圖??

通的雙肩包的背帶里［５１］，能夠產(chǎn)生２５Ｖ左右的電壓和４５ｍＷ的平均功率，體現(xiàn)??了能量收集的高電壓，低功率的特點(diǎn)。??２０１１年，日本研發(fā)出了壓電發(fā)電地板［５２］，具體實(shí)物如圖１－５所示。當(dāng)正常??體重的行人以平時(shí)走路的速度通過這種發(fā)電地板時(shí)便可以使其內(nèi)部產(chǎn)生電能，其??產(chǎn)生的電能可點(diǎn)亮路而的ＬＥＤ燈，將其收集存儲后可為道路上其他的用電裝置??供電。??２０１２年，Ｊａｅｙｕｎ?ＬＥＥ研制出了自供電智能輪胎無線傳感器［５３］，用于監(jiān)測??汽車在行駛過程中的輪胎的狀態(tài)，它的主要工作原理是將壓電晶片放置在輪胎里??面，汽車行駛過程中會產(chǎn)生輪胎的變形從而引起壓電晶片的變形，由此產(chǎn)生電量??為智能輪胎無線傳感器供能。??２０１５年，Ｃｈｕｎｈｕａ?Ｓｕｎ將壓電發(fā)電裝置放置到到普通公路的瀝青道路下面??８??

產(chǎn)生的機(jī)械振動能進(jìn)行收集并將其合理利用，其發(fā)電功率可以滿足軍人在軍事演??習(xí)中一些微電子和無線電的使用要求，例如無線電跟蹤電子裝置。??圖１－４壓電發(fā)電鞋??２〇〇５年，科學(xué)家Ｓ．Ｐｒｉｙａ設(shè)計(jì)出一種專門為無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行供電的微型壓??電能量轉(zhuǎn)換風(fēng)車［５（）］，其具體的工作原理是將風(fēng)車安裝在一個(gè)不停旋轉(zhuǎn)的凸輪上面，??凸輪不間斷的旋轉(zhuǎn)使得壓電材料在此期間不斷的產(chǎn)生伸縮變形，從而產(chǎn)生壓電效??應(yīng)，產(chǎn)生電荷。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，與常規(guī)的風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)相比，微型能量轉(zhuǎn)換風(fēng)??車的能量轉(zhuǎn)換效率要更高，其風(fēng)能與電能的轉(zhuǎn)換效率可以達(dá)到１８％。??２００７年，ＪｏｎａｔｈａｎＧｒａｎｓｔｒｏｍ等人，將一種新型的壓電材料ＰＶＤＦ放置到普??通的雙肩包的背帶里［５１］，能夠產(chǎn)生２５Ｖ左右的電壓和４５ｍＷ的平均功率，體現(xiàn)??了能量收集的高電壓

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號：3458196