基于諧振腔和簧片閥結(jié)構(gòu)的風(fēng)能回收裝置

【摘要】： 能量回收裝置回收利用外界環(huán)境中的能量,為便攜式器件或傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點供電,實現(xiàn)電子器件的自主供能,可以有效的解決目前電池供電帶來的一系列問題,有廣泛的應(yīng)用潛力和巨大的研究價值。風(fēng)能作為環(huán)境中普遍存在的一種能量源,可以采用電磁或壓電的方式對其進(jìn)行回收。本文主要采用壓電式。壓電能量回收利用壓電效應(yīng),將機(jī)械能直接轉(zhuǎn)化為電能。 壓電風(fēng)能回收裝置利用某種裝置首先把風(fēng)能裝換為振動能,再利用壓電陶瓷把振動能轉(zhuǎn)換為電能?，F(xiàn)有的一些研究主要是利用軸加凸輪機(jī)構(gòu)來讓風(fēng)能轉(zhuǎn)換為振動能,他們有一些缺點:結(jié)構(gòu)復(fù)雜、壽命比較短、能量轉(zhuǎn)換效率不高。 本文介紹了一種新的類似于口琴腔結(jié)構(gòu)的諧振腔結(jié)構(gòu)風(fēng)能回收裝置。在諧振腔的配合下,在根部貼有壓電陶瓷片的簧片可以在腔體的出氣口自由地振動,從而產(chǎn)生電能。進(jìn)氣口的尺寸大約是3cm×2cm,把該裝置放在6.4MPH到22MPH的風(fēng)速范圍內(nèi)測試,并且使用一個0.46M的電阻做負(fù)載,可以輸出0.5mW-4.5mW的電能。該裝置的能量轉(zhuǎn)換效率可以達(dá)到2.4%。 【關(guān)鍵詞】：壓電陶瓷 能量回收 風(fēng)能回收 諧振腔
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號】：TK8
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 緒論8-20
• 1.1 背景8-10
• 1.2 外界的能量源10-14
• 1.2.1 人體能量10-11
• 1.2.2 環(huán)境能量11-13
• 1.2.3 各種能源的比較13-14
• 1.3 幾種振動能量回收方式14-17
• 1.3.1 電磁式14-15
• 1.3.2 靜電式15-16
• 1.3.3 壓電式16-17
• 1.3.4 回收方式對比17
• 1.4 壓電能量回收的應(yīng)用17-19
• 小結(jié)19-20
• 第二章 壓電風(fēng)能回收20-39
• 2.1 壓電能量回收基礎(chǔ)20-30
• 2.1.1 壓電陶瓷的壓電效應(yīng)20-24
• 2.1.2 壓電材料24-27
• 2.1.3 壓電能量回收方式27-28
• 2.1.4 壓電能量回收電路28-30
• 2.2 幾種微型風(fēng)能回收裝置的介紹30-38
• 2.2.1 基于柔性壓電薄膜的風(fēng)能回收裝置30-32
• 2.2.2 旋轉(zhuǎn)電機(jī)32-34
• 2.2.3 壓電風(fēng)車34-35
• 2.2.4 新型壓電風(fēng)車結(jié)構(gòu)35-37
• 2.2.5 單簧片結(jié)構(gòu)的風(fēng)能回收裝置37-38
• 小結(jié)38-39
• 第三章 基于諧振腔和簧片閥結(jié)構(gòu)的風(fēng)能回收裝置39-54
• 3.1 風(fēng)能和壓電能的計算方法39-40
• 3.2 新型結(jié)構(gòu)提出的過程40-41
• 3.3 裝置介紹41-44
• 3.3.1 裝置介紹41-42
• 3.3.2 實驗裝置制作的過程42-44
• 3.4 實驗過程及數(shù)據(jù)分析44-46
• 3.5 理論分析46
• 3.6 簧片閥結(jié)構(gòu)的改進(jìn)46-53
• 3.6.1 理論依據(jù)47-49
• 3.6.2 經(jīng)典懸臂梁和加強(qiáng)筋懸臂梁的 ANSYS 仿真模擬49-53
• 小結(jié)53-54
• 結(jié)束語54-55
• 參考文獻(xiàn)55-56
• 致謝56-57
• 在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的研究成果57

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