悬臂梁式能量收集器的研究.doc

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1、悬臂梁式能量收集器的研究本科学生毕业论文论文题目：学院：年级：专业：姓名：学号：2013年5月10B摘耍现代科技对新能源开发重视程度提高，压电能量收集器件因具冇结构简单、不发热、无电磁干扰、无污染、易于加工和结构的微小化、集成化等优点引起广泛的关注。文本基于悬臂梁式压电片，研究压电能量转换及其收集理论，对压电材料、压电振子和储存介质进行了分析和选择，以悬臂梁压电片、整流电路和超级电容器为主体的能量收集器进行设计和分析。装置成功实现从机械能到电能的转换和收集。论文旨在通过硏究和设计压电发电能量收集器，实现压电发电技术在生活中的应用和推广，达到开发新能源的目的。关键词悬臂梁；能量转换；能量收

2、集；压电发电AbstractModerntechnologyincreasedattentiononthedevelopmentofnewenergy?piezoelectricenergyharvestingdeviceshascausedwidespreadconcern,becauseofitsadvanta呂esuchasnoheat,noelectromagneticinterferenee,non・polluting,easeofprocessingandstructureofminiaturization,integration.Thepaperstudypiezoelec

3、trictheoryofenergyconversionanditsenergyharvest!ng,analysisandselectthepiezoelectricmaterial,thepiezoelectrictransducerandthestoragemediabasedonthecantileverpiezoelectricfilm.Then,designanenergycollectorwhichbecomposedbycantileverpiezoelectricfilm,arectifyingcircuitandasuper-capacitor.Thedevicesu

4、ccessfullyachievestheconversionfrommechanicalenergytoelectricalenergyandthecollection.Thepaperaimstoincreasetheapplicationandpromotionofpiezoelectricpowergenerationtechnologyinlife,toachievethepurposeofthedevelopmentofnewenergy,throughdesignandanalysispiezoelectricpowergenerationenergycollector.K

5、eywordsCantilever;Conversionofenergy;EnergyHarvest!ng;Piezoelectric£eneration目录耍AbstractII第一章绪论•….11.1压电发电技术发展11.2国内外研究现状11.2.1海浪压电发电系统11.2.2压电发电鞋21.2.3纳米发电机31.3压电效应31.4压电材1.5本章小第二章压电振子结构分析2.1压电震动模6式2.2压电振子支撑方..6式2.3压电振子谐振特7性2.4压电振子等效电8路2.5本章小9结第三章存储装置的研究与分9析3.1充电电10池3.2电解电10容3.3超级电10容113.3.1超级电容

6、工作原理113.3.2超级电容优缺点123.4本章小结13第四章装置设计和制作144.1压电振子输出特性144.1.1强制振动输出特性144.1.2自由冲击激励输出特性164.2电路设计和仿真174.2.1整流电路分析174.2.2整流电路仿真184.3悬臂梁式能量收集装置调4.3.1倍数压整流电路调试194.3.2桥式整流电路调试204.4本章小结21结论22参考文献23致谢25第一章绪论在可预见的未来，人类能源需求习惯难以改变，石油和煤炭仍将是能源消费的主力。不过，伴随着科技发展，人类能源消费结构己开始发生明显变化，可再生能源将会逐渐减少化石燃料的使用。压电发电技术就是利用压电材料的

7、正压电效应将机械振动能量转变为电能。压电能量转换系统由压电发电装置、存储与控制电路组成。将压变而输出电荷，其每次变形所产生的电荷经过存储与控制电路的调整，可输出稳定的电压，并可根据耍求调整输出电压值的大小。压电材料产生的电信号具有高电压、低电流特性，电荷生成是瞬态和交替等特性。并且具有结构简单、不发热、无电磁干扰、无污染、易于加工制作和实现机构的微小化、集成化等优点。本文研究基于悬臂梁式压电片能量收集器，并依此设计一种低功耗的能量收