設(shè)計(jì)了一種基于壓電纖維復(fù)合材料（MFC）的洋流能發(fā)電裝置,并分析了其發(fā)電性能。以懸臂梁結(jié)構(gòu)為分析對象,對影響發(fā)電性能的因素進(jìn)行了分析,研究了基底材料的類型和厚度、頻率、位移激勵(lì)幅值、單晶和雙晶結(jié)構(gòu)對發(fā)電性能的影響規(guī)律�；谏鲜龇治鼋Y(jié)論,設(shè)計(jì)了一種洋流能發(fā)電裝置。分析了該發(fā)電裝置的發(fā)電性能。分析結(jié)果表明,該發(fā)電裝置在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為500 r/min的工作條件下,最大輸出功率為9.31 W,能滿足功率要求。 

【文章來源】：電機(jī)與控制應(yīng)用. 2020,47(09)

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

d33和d31型MFC結(jié)構(gòu)示意圖

基于壓電材料的能量捕獲裝置,目前比較常見的結(jié)構(gòu)形式為懸臂梁結(jié)構(gòu)。本文設(shè)計(jì)的洋流能發(fā)電裝置如圖2所示。其結(jié)構(gòu)與風(fēng)力壓電發(fā)電裝置比較相似,與懸臂梁結(jié)構(gòu)有所不同。發(fā)電板一端固定,當(dāng)螺旋槳帶動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí),轉(zhuǎn)子上的凸輪周期性地帶動發(fā)電板的自由端做來回運(yùn)動。這種結(jié)構(gòu)下,發(fā)電板自由端的位移取決于轉(zhuǎn)子凸輪的尺寸參數(shù),而懸臂梁結(jié)構(gòu)的位移與施加的激震加速度和懸臂梁結(jié)構(gòu)的諧振狀態(tài)有關(guān)。對于該洋流能發(fā)電裝置,當(dāng)螺旋槳帶動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí),相當(dāng)于轉(zhuǎn)子上的凸輪給發(fā)電板自由端施加了一個(gè)循環(huán)往復(fù)的位移激勵(lì),使得發(fā)電板循環(huán)往復(fù)得發(fā)生彎曲形變,發(fā)電板長度方向會產(chǎn)生關(guān)于時(shí)間周期性的應(yīng)變,因此發(fā)電板能輸出交流電。用于壓電發(fā)電的MFC一般為d31型,其發(fā)生應(yīng)變的方向?yàn)閥方向。由式(1)可以看出,電場Ez與y方向的應(yīng)變之間的關(guān)系為

表1 單晶結(jié)構(gòu)的尺寸參數(shù)mm 長度L 寬度W 壓電纖維層厚度h1 聚酰亞胺厚度h2和h3 基底材料厚度h4 85 57 0.17 0.065 0.5圖4 鋁基底(0.5 mm),施加z軸方向3 mm位移時(shí),

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3365964