隨著低功耗電子設備制造技術的日益發(fā)展,研究人員越來越關注使用分布式無線傳感器網(wǎng)絡進行環(huán)境和結構監(jiān)測的應用。目前無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點大多使用電池供電,傳統(tǒng)化學電池的供電方式存在壽命短、更換成本高、污染環(huán)境等缺點,這極大地限制了無線傳感器網(wǎng)絡的發(fā)展。而地球環(huán)境中的能量幾乎無處不在,因此,從環(huán)境中獲取能量替代化學電池為無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點供電成為新的研究熱點。振動能量的收集是環(huán)境取能的常用方式,針對傳統(tǒng)單一壓電俘能方式存在輸出功率低的問題,本文針對壓電電磁復合俘能技術進行了一些相關理論、仿真以及實驗研究。首先,根據(jù)壓電方程、結構力學、電磁感應、振動理論等相關知識,建立了復合俘能裝置的輸出功率等數(shù)學模型,并分析相關參數(shù)對發(fā)電性能的影響。其次,對復合俘能裝置進行有限元仿真分析。利用COMSOL軟件建立壓電俘能單元的模型,進行模態(tài)分析和瞬態(tài)分析,求解出隨著相關參數(shù)變化下的俘能裝置輸出功率;利用Maxwell對電磁俘能單元進行靜磁場和瞬態(tài)場仿真分析,求解出電磁俘能單元的輸出功率與相關參數(shù)的關系,并求解出電磁阻尼;將電磁阻尼引入后,重新對壓電俘能單元以及電磁俘能單元進行有限元仿真分析,得到復合后俘能裝置總... 

【文章來源】：南京郵電大學江蘇省

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

復合能量收集器

3圖 1.4 設置于按鍵中的俘能裝置術的研究起步比較晚，但是研究也在不斷的深濤課題組發(fā)表了一系列關于壓電電磁復合俘將壓電俘能與電磁俘能相結合，同時利用永行調節(jié)，從而達到對能量收集裝置的諧振頻率過磁力耦合后的復合俘能裝置的發(fā)電性能相永磁鐵的大小以及距離達到調頻的效果，環(huán)境

能裝置的照片（b）內部懸臂與基板一起變形時，外部大學的 Levent Beker 等人提出一種結合了壓電盤產(chǎn)生的振動能量的能量收集裝置[25-27]，如下穹頂結構的改進，其中僅使用 PZT 轉導機制M 集成到先前基于 PZT 的鍵盤能量采集系統(tǒng)，圖 1.4 設置于按鍵中的俘能裝置

【參考文獻】：
期刊論文
[1]非線性壓電-電磁復合式俘能器的結構設計[J]. 武麗森,劉海鵬,張廣義.  壓電與聲光. 2016(04)
[2]微型壓電電磁振動能采集器設計制作工藝研究[J]. 杜小振,曾祥偉,關樂,張然,張龍波.  壓電與聲光. 2016(03)
[3]MEMS自供能壓電電磁集成發(fā)電研究現(xiàn)狀[J]. 杜小振,曾祥偉,卞豐,趙繼強.  微納電子技術. 2014(03)
[4]懸臂梁單晶壓電振子發(fā)電的理論建模與仿真[J]. 單小彪,袁江波,謝濤,陳維山.  浙江大學學報(工學版). 2010(03)
[5]多懸臂梁壓電振子頻率分析及發(fā)電實驗研究[J]. 謝濤,袁江波,單小彪,陳維山.  西安交通大學學報. 2010(02)
[6]壓電俘能技術研究現(xiàn)狀綜述[J]. 袁江波,謝濤,單小彪,陳維山.  振動與沖擊. 2009(10)

博士論文
[1]磁力耦合壓電電磁復合俘能器發(fā)電特性研究[D]. 徐振龍.哈爾濱工業(yè)大學 2016
[2]圓盤式壓電發(fā)電裝置發(fā)電性能及其關鍵技術研究[D]. 袁江波.哈爾濱工業(yè)大學 2011
[3]環(huán)境振動驅動微型壓電發(fā)電裝置的關鍵技術研究[D]. 杜小振.大連理工大學 2008

碩士論文
[1]基于諧振式懸臂梁的壓電—電磁復合俘能技術研究[D]. 任佳琦.哈爾濱工業(yè)大學 2011



本文編號：2944331