發(fā)布時(shí)間：2017-04-27 21:04

  本文關(guān)鍵詞：環(huán)境振動(dòng)能量的液電捕集方法及實(shí)驗(yàn)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：由于振動(dòng)有時(shí)對(duì)人體、機(jī)器及設(shè)備造成的破壞性作用,大多數(shù)振動(dòng)能被認(rèn)為是有害的能量形式。人們?cè)O(shè)計(jì)了減振裝置將振動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)槁暷�、熱能等耗散到大氣中。如�?振動(dòng)能未得到有效利用,且造成對(duì)環(huán)境的噪聲、熱的二次污染。如將耗散的那部分振動(dòng)能量進(jìn)行捕集并利用,不僅可起到節(jié)約能源的目的,更重要的是可減少對(duì)環(huán)境的二次污染。而且,振動(dòng)能具有能量密度高和無(wú)污染的優(yōu)點(diǎn),對(duì)其進(jìn)行捕集利用將成為一個(gè)具有光明前景的研究領(lǐng)域。基于節(jié)能和環(huán)保的理念,本文提出一種環(huán)境振動(dòng)能量的液電捕集方法,通過(guò)原理分析,建立工作機(jī)理模型,制作初始樣機(jī),搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)并運(yùn)用三階段多信號(hào)激勵(lì)方法實(shí)現(xiàn)模型參數(shù)辨識(shí),完成了能量捕集測(cè)試,探究能量捕集能力并分析振動(dòng)頻率、負(fù)載的影響。針對(duì)其捕集能力的不足,捕集方法作了整流液電改進(jìn),完成改進(jìn)樣機(jī)制作,探究改進(jìn)樣機(jī)的能量捕集能力及其影響因素并與初始樣機(jī)的能量捕集效率作對(duì)比分析。論文的主要內(nèi)容如下:(1)利用液壓缸控馬達(dá)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)實(shí)現(xiàn)將振動(dòng)能捕集轉(zhuǎn)換為電能,通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)的原理分析、模型建立、樣機(jī)制作、模型參數(shù)辨識(shí)及實(shí)驗(yàn)測(cè)試可知,能量捕集能力隨振動(dòng)頻率的增大而增大,但高頻時(shí)捕集能力降低;能量捕集所得電壓隨負(fù)載增大而增大,負(fù)載與發(fā)電機(jī)內(nèi)阻最接近即阻抗匹配時(shí)發(fā)電功率最高,實(shí)驗(yàn)中在給定2Hz、10mm的正弦環(huán)境振動(dòng)條件下,當(dāng)連接負(fù)載2?時(shí)得到能量捕集的最大瞬時(shí)發(fā)電功率為5.12W。(2)針對(duì)初始樣機(jī)中能量捕集電壓不高、發(fā)電功率較低及發(fā)電機(jī)正反向旋轉(zhuǎn)引起的發(fā)電效率降低和系統(tǒng)不穩(wěn)定的情況,本文在液電傳動(dòng)結(jié)構(gòu)中引入液壓整流閥組,將發(fā)電機(jī)的正反向旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為單向旋轉(zhuǎn),消除了正反向旋轉(zhuǎn)的反向間隙,且將初始樣機(jī)中的直流發(fā)電機(jī)改裝為交流發(fā)電機(jī),制作了整流液電傳動(dòng)的改進(jìn)樣機(jī)。(3)通過(guò)對(duì)改進(jìn)樣機(jī)開(kāi)展能量捕集測(cè)試可知,當(dāng)固定負(fù)載及振動(dòng)頻率時(shí),改進(jìn)樣機(jī)對(duì)環(huán)境振動(dòng)能量的捕集能力隨振幅的增大而增強(qiáng);當(dāng)負(fù)載及振幅不變時(shí),環(huán)境振動(dòng)能量捕集能力隨頻率的增大而增強(qiáng),而隨后呈現(xiàn)下降趨勢(shì);改進(jìn)樣機(jī)的發(fā)電功率與負(fù)載相關(guān),實(shí)驗(yàn)中測(cè)得改進(jìn)樣機(jī)的最佳負(fù)載為15?。與初始樣機(jī)相比,改進(jìn)樣機(jī)在頻率為0.5Hz振幅25mm條件下環(huán)境能量捕集最優(yōu)效率為20.57%,是同等激勵(lì)條件下初始樣機(jī)能量捕集效率的1.65倍,表明改進(jìn)的整流液電能量捕集結(jié)構(gòu)是有效的。改進(jìn)樣機(jī)捕集所得電能可使燈泡正常發(fā)亮,證明其實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：環(huán)境振動(dòng) 能量捕集 振動(dòng)利用 液電傳遞 發(fā)電
【學(xué)位授予單位】：重慶工商大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TB53
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-9
• 第1章 緒論9-17
• 1.1 研究背景及意義9-10
• 1.2 環(huán)境振動(dòng)能量捕集方法及其研究動(dòng)態(tài)10-15
• 1.2.1 微能量級(jí)振動(dòng)能量捕集10-12
• 1.2.2 工程級(jí)振動(dòng)能量捕集12-15
• 1.3 本文的技術(shù)路線15
• 1.4 本文的研究?jī)?nèi)容15-17
• 第2章 環(huán)境振動(dòng)能量的液電捕集方法17-22
• 2.1 環(huán)境振動(dòng)能量的液電捕集基本原理17-18
• 2.2 能量捕集過(guò)程的力學(xué)特性分析18-20
• 2.3 機(jī)電耦合的能量傳遞模型20-21
• 2.4 本章小結(jié)21-22
• 第3章 環(huán)境振動(dòng)能量捕集實(shí)驗(yàn)22-38
• 3.1 樣機(jī)制作22-25
• 3.1.1 發(fā)電機(jī)22-23
• 3.1.2 液壓馬達(dá)23
• 3.1.3 液壓缸23-24
• 3.1.4 連接部件24
• 3.1.5 樣機(jī)總裝24-25
• 3.2 環(huán)境振動(dòng)能量捕集實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建25-28
• 3.2.1 環(huán)境振動(dòng)激勵(lì)源25-26
• 3.2.2 液壓源26-27
• 3.2.3 實(shí)驗(yàn)測(cè)試平臺(tái)總裝27-28
• 3.3 模型參數(shù)辨識(shí)28-31
• 3.3.1 油阻尼系數(shù)及摩擦力參數(shù)辨識(shí)29-30
• 3.3.2 等效慣性質(zhì)量參數(shù)辨識(shí)30
• 3.3.3 電磁阻尼系數(shù)參數(shù)辨識(shí)30-31
• 3.4 環(huán)境振動(dòng)能量捕集測(cè)試31-37
• 3.4.1 不同頻率條件下能量捕集測(cè)試31-35
• 3.4.2 不同負(fù)載條件下能量捕集測(cè)試35-37
• 3.5 本章小結(jié)37-38
• 第4章 環(huán)境振動(dòng)能量捕集的整流液電改進(jìn)及實(shí)驗(yàn)38-60
• 4.1 整流液電能量捕集結(jié)構(gòu)及模型研究38-42
• 4.1.1 整流液電能量捕集結(jié)構(gòu)38-39
• 4.1.2 整流液電能量捕集結(jié)構(gòu)的模型建立39-42
• 4.2 改進(jìn)樣機(jī)的制作42-43
• 4.3 改進(jìn)樣機(jī)的模型參數(shù)辨識(shí)43-48
• 4.3.1 液壓傳動(dòng)比及反向間隙參數(shù)辨識(shí)43-45
• 4.3.2 活塞摩擦力及油阻尼系數(shù)參數(shù)辨識(shí)45-46
• 4.3.3 等效慣性質(zhì)量及電磁阻尼系數(shù)參數(shù)辨識(shí)46-48
• 4.4 改進(jìn)樣機(jī)的環(huán)境振動(dòng)能量捕集測(cè)試48-55
• 4.4.1 不同頻率條件下的能量捕集實(shí)驗(yàn)48-52
• 4.4.2 不同振幅條件下的能量捕集實(shí)驗(yàn)52-53
• 4.4.3 不同負(fù)載條件下的能量捕集實(shí)驗(yàn)53-55
• 4.5 初始樣機(jī)與改進(jìn)樣機(jī)的能量捕集對(duì)比55-59
• 4.5.1 負(fù)荷信號(hào)對(duì)比55-56
• 4.5.2 捕集電壓及發(fā)電功率對(duì)比56
• 4.5.3 能量捕集效率對(duì)比56-57
• 4.5.4 激發(fā)燈泡實(shí)驗(yàn)對(duì)比57-59
• 4.6 本章小結(jié)59-60
• 第5章 總結(jié)與展望60-62
• 5.1 全文總結(jié)60
• 5.2 創(chuàng)新點(diǎn)60-61
• 5.3 展望61-62
• 參考文獻(xiàn)62-68
• 致謝68-69
• 攻讀學(xué)位期間科研成果及參與課題情況69

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 崔高航;陶夏新;陳憲麥;;城軌交通引起的環(huán)境振動(dòng)問(wèn)題綜述研究[J];地震工程與工程振動(dòng);2008年01期

2 李偉;車(chē)錄鋒;王躍林;;橫向電磁式振動(dòng)能量采集器的設(shè)計(jì)與制作[J];光學(xué)精密工程;2013年03期

  本文關(guān)鍵詞：環(huán)境振動(dòng)能量的液電捕集方法及實(shí)驗(yàn)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：331397