胎压报警器用压电发电装置的设计及实验研究

为了实现轮胎压力报警器(TPMS)的无源化,解决传统电池寿命有限、不易替换等问题,提出了利用压电材料将汽车行驶过程中轮胎的机械能转化为电能,为TPMS的监测模块供电。制作了一种能用于轮胎压力报警器(TPMS)的压电发电装置,设计了相应的能量转换及存储电路,并对该系统进行了实验测试。这种压电发电装置具有结构简单、不发热、无污染、不受电磁干扰、易于加工制作和结构小型化等优点。     

压电及电磁风能发电微电源研究新进展

随着微型现代电子产品在诸多领域的广泛应用,微电源装置成为人们研究的热点之一,并且展现出了广阔的应用前景。针对基于风能的发电微电源技术,重点回顾了压电风能发电微电源装置和电磁风能发电微电源装置的发展,说明了压电风能发电和电磁风能发电的基本原理,总结和论述了各种类型压电风能发电微电源装置和电磁风能发电微电源装置的性能特点,指出了压电及电磁风能发电微电源在研究过程中需要进一步解决的问题,为其深入研究和实用化提供参考。     

环境适应型压电振动发电微电源研究新进展

针对环境振动源的多样性,对环境适应型压电振动发电微电源的发展进行了回顾,对各种类型压电振动发电微电源的性能进行了分析和总结。在现有环境适应型压电振动发电微电源的基础上,提出了一种新颖的环境适应型压电振动发电微电源结构,该结构能够敏感多个方向振源的振动且能够在较宽的频率范围内收集到较多的能量。指出了环境适应型压电振动发电微电源在进一步发展中需要解决的问题,压电振动发电微电源作为一种绿色新能源装置,随着研究的不断深入,必将带来良好的应用前景。     

压电单晶梁发电机的能量效率

压电发电装置的能量转换效率主要取决于其结构形式、几何参数及材料性能等.为提高压电发电机的机电能量转换效率及其发电能力,利用欧拉一伯努利方法建立了发电装置的能量转换模型,研究了结构及参数等对压电发电机能量转换效率及发电能力的影响规律.结果表明,存在最佳厚度比(基板/总厚)可使发电机获得最大的能量转换效率和发电量;随杨氏模量比(基板/陶瓷)的增加,最佳厚度比降低,但效率提高.钼、铝基板发电机的最佳厚度比和效率分别为(O.4,2.74%)和(O.7,2.25%).此外,压电发电机的发电能力还与激励方式有关,恒力激励时存在的最佳杨氏模量比使产生的电量最多,恒位移激励时产生的电量随杨氏模量比的增加而增加.因此,设计时应根据激励方式确定基板的材料及合理的厚度比.     

基于压电发电的隧道环境中能源的利用

通过对隧道环境内可利用能源进行测试研究,设计了一种适用于隧道环境的压电悬臂梁发电装置.针对地下隧道环境的振动频谱特征,选择高性价比的压电材料,通过有限元方法进行仿真研究,设计合适尺寸与材料的压电悬臂梁.设计采集系统外围电路,实现低能耗收集利用压电装置转化得到的振动能量.     

基于压电陶瓷的振动能量捕获技术现状及展望

分析了压电式振动能量捕获原理;针对提高振动能量捕获量和捕获效率这两个目标,对当前国内外在新型压电材料、压电振子性能研究与结构配置及高效电路等方面所作的研究进行了详细论述;指出向微能源器件、集成自供电系统发展和从旋转机械中捕获能量是压电陶瓷振动能量捕获技术的研究前景。     

悬臂梁式压电能量俘获器的研究现状

悬臂梁式压电能量俘获器是能量俘获技术中的核心组件,其性能的优劣关系着俘获电能的多少及能量转换效率的高低。综述了压电能量俘获器在压电材料、振子结构、俘获电路、研究机理等四个方面的研究状况和存在的问题,对全系统中的重要核心技术和特点进行了分析,为压电能量俘获器的全方面优化提供了研究思路。     

波浪能捕获及发电装置研究进展与技术分析

针对目前波浪能发电成本高、结构复杂、能量转换效率低等问题,对波浪能发电的基本原理、新型发电装置及相关新技术进行了研究。具体对直线电磁型、压电型和电活性聚合物型波浪能发电装置进行了总结和分析,探究了点吸式、振荡水柱式、振荡摇摆式和筏式等波浪能捕获装置的工作原理、优缺点、适用场合和应用前景,特别对新型的波浪能发电技术—介电弹性体发电机进行了分析和探究;同时对波浪能发电技术的进一步发展提出了建议。研究结果表明,对比其他方式的波浪能捕获装置,基于介电弹性体的波浪能装置发电成本更低,结构更加简单,能量转换效率更高。     

基于圆弧限位的压电发电装置

提出一种基于圆弧限位压电发电装置来提高发电能力及可靠性。介绍了该装置的结构及工作原理,建立了其机电能量转换模型。通过模拟仿真分析获得了压电振子厚度比（基板与总厚度比）对最小限位圆弧半径及能量、及压电振子厚度和限位圆弧半径对电压及能量的影响规律。结果表明,最小限位圆弧半径随厚度比的增加而线性减小,且存在共同的最佳厚度比（0.35）使不同厚度压电振子的输出电压和能量最大;在最佳厚度比时,输出电压和能量随压电振子厚度增加或限位圆弧半径降低而增加。制作了一组限位圆弧半径不等的发电装置,并进行了相关试验测试。结果表明,压电振子的最大输出电压（变形量）仅与限位圆弧半径有关,故采用最小限位圆弧半径可同时获得最大的发电能力和较高的可靠性。     

基于压电发电的同步电荷采集电路仿真

介绍了压电发电装置的理论及同步电荷提取技术，并使用PSIM软件进行电路仿真，分别对同步电荷提取电路及标准能量采集电路仿真，验证了理论分析的正确性。